Крім високо-ефективних волокон, кераміки, металів і інтелектуальних матеріалів, у конструкціях бронежилетів також широко використовуються вуглецеве волокно, поліетиленовий нетканий матеріал із над-високою молекулярною вагою (тканина UD) і деякі композитні матричні матеріали. Вони часто служать допоміжними або опорними шарами, покращуючи загальні захисні характеристики та знижуючи вагу.
1. Вуглецеве волокно – високо-міцний, легкий матеріал амортизаційного шару
Хоча саме вуглецеве волокно має обмежені можливості балістичного захисту, його високий модуль і низька щільність роблять його ідеальним матеріалом підкладки або амортизаційного шару.
Він зазвичай використовується в композитній броні, розташований позаду керамічних вставок, щоб поглинати залишкову енергію удару, запобігати поломці задньої пластини та зменшувати ризик травми тупим предметом.
Він також широко застосовується в балістичних конструкціях вертольотів, танків і кораблів; наприклад, гібридні композитні пластини з араміду та вуглецевого волокна можуть зменшити вагу більш ніж на 30% порівняно з традиційними сталевими пластинами.
2. Односпрямована тканина (UD тканина) – вдосконалена форма високо-ефективних волокон
Це не новий матеріал, а композитна тканина, виготовлена шляхом односпрямованого розташування поліетиленових або арамідних волокон над-високої молекулярної маси та фіксації їх смолою.
Порівняно з традиційними тканими тканинами, тканина UD демонструє більш рівномірне напруження волокон, вищу ефективність передачі енергії та значно покращену міцність на розрив.
При тому самому рівні захисту тканина UD може зменшити вагу на 20%-30% порівняно з традиційними арамідними тканинами, що робить її одним із найлегших і найміцніших м’яких куленепробивних матеріалів, доступних на даний момент.
3. Смола та полімерна матриця – невидимий «структурний клей»
У тканині UD, композитних вставках та інших структурах термореактивні смоли (такі як епоксидна смола) відіграють вирішальну роль у склеюванні волокон і передачі напруги.
Властивості смоли безпосередньо впливають на загальну жорсткість і здатність розсіювати енергію матеріалу. Незважаючи на те, що це безпосередньо не забезпечує «куленепробивний» захист, це важливий фактор, що визначає ефективність куленепробивності.
4. Натуральні волокна (історичне застосування) – ранні прототипи бронежилетів
Наприкінці 19 століття багатошаровий шовк використовувався для виготовлення бронежилетів, здатних протистояти пістолетним кулям із низькою-швидкістю, але вони були дорогими та забезпечували слабкий захист, і з тих пір їх було знято з виробництва.
Сучасні дослідження іноді досліджують композиційні матеріали з павутинного шовку. Наприклад, Університет Тренто в Італії вживив графен у павутинний шовк, досягнувши міцності, що в 3,5 рази перевищує міцність натурального павутинного шовку, демонструючи потенційні можливості застосування, але масове виробництво ще не почалося.
5. Нові композитні добавки – ключ до покращення продуктивності кераміки
Під час процесу спікання куленепробивної кераміки додаються багатофазні порошки добавок (такі як Y₂O₃, AlN тощо), щоб оптимізувати зернисту структуру, покращити щільність і підвищити ударостійкість.
Хоча ці мікродобавки самостійно не утворюють куленепробивний шар, вони мають вирішальне значення для покращення захисних характеристик високоякісної кераміки, як-от карбід кремнію та карбід бору.
