Leichte Rüstung aus Kohlenstoffallotropen

Ich möchte eine angetriebene leichte Rüstung für meine Sci-Fi-Umgebung herstellen.

Das Kandidatenmaterial ist Kohlenstoff, da es leicht ist und einen ganzen Regenbogen verschiedener Allotrope mit unterschiedlichen Eigenschaften aufweist.

Ich möchte eine Rüstung machen, die:

  • Hat ein buchstäbliches Exoskelett , das auch als normales Science-Fiction-Exoskelett fungiert und die Bewegung nicht behindert.
  • Es wäre auch ein Exo-Muskel vorhanden , der die Kraft etwas steigern kann.
  • Hat einen guten Schutz gegen stumpfe Gewalteinwirkung, Reißen und Hitze im Allgemeinen und ist in der Lage, die Kraft eines Objekts abzubremsen und zu verteilen.

Wie muss ich mir das vorstellen?

Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich im Panzer und Muskelgewebe eines verstörend humanoiden Käfers, obwohl die ausgefallenen Gemälde darauf und die kugelsichere Gesichtsmaske wie etwas direkt aus dem Karneval von Venedig aussehen, nur weniger gruselig und mehr Sci-Fi, können verstecke das ziemlich gut.

Wir sollten ... benutzen:

  • Allotrope von Kohlenstoff und Luft
  • Nanolevel-Engineering

Legierungen:

  • Die Teller:
    • guter Wärmeisolator, leicht und hat eine mittelmäßige Härte, Zugfestigkeit und Zähigkeit.
  • Innerhalb:
    • guter Wärmeisolator, der das Projektil abbremsen kann, leicht
  • Exoskelett:
    • härter, schwer zu komprimieren, schwerer, verformt sich zunehmend

Welche Allotrope sollte ich basierend auf diesen Kriterien verwenden und in welcher Formation sollte ich sie für diese Zwecke in einer Legierung platzieren?

Warum fragen, es gibt nicht viele Möglichkeiten, nur (h) und (b) von der von Ihnen verlinkten Wiki-Seite. Mit CNT können Sie alle beschriebenen Schritte ausführen.
@RedactedRedacted Das ist World-Building. Welche Antwort haben Sie auf diese Frage erwartet? Das Problem ist, dass Sie einerseits sehr genau auf die Anforderungen eingehen, dann aber fragen: "Wie und was soll ich kombinieren, um den gewünschten Effekt zu erzielen", was geradezu unsinnig vage ist. Wir sind keine Materialwissenschaftler, Bau- oder Maschinenbauingenieure. Wir können Ihnen nicht sagen, wie Sie ein Exoskelett mit diesen Anforderungen aus Kohlenstoff bauen sollten.

Antworten (2)

Diamanten sind ein verstörend humanoider Käfer, der beste Freund des Kriegerpantomimen aus dem Karneval von Venedig.

Untere Schicht: Gesteppter Satin mit Taschen voller zerkleinerter Diamanten. Der zerkleinerte Diamant wirkt wie ein Super-Sandsack (ein sehr funkelnder Sandsack) und stoppt Geschosse. Diamant ist leichter als die äquivalente Menge Quarz- oder Tonerde-Sand. Diamond ist ein ausgezeichneter Wärmeleiter, sodass niemand zu sehr ins Schwitzen kommt - außer dem Feind! Erhältlich in Bronze, Orange Julius und männlichem Taupe.

Mittlere Schicht: Diamantringkette. Ich sehe dein Mithril und erhebe dich. Wenn Sie von Ihrem Kriegskäfer-Mime-Motorrad fallen, werden Sie in Ihrem Diamantring-Bodysuit entlang rutschen und schließlich anhalten, auftauchen und ein fröhliches Jig machen. Ich bin ein wenig besorgt, dass Kugeln die Ringe zerbrechen könnten und dass sie vielleicht unter der gesteppten Satin-Diamant-Sandsackschicht sein sollten. Die Kriegswanzen-Mimen können entscheiden, was der Anlass erfordert, und sich entsprechend ändern.

Obere Schicht: Fell. Topcoat besteht aus hohlen Kohlenstoffnanoröhren, klar wie Eisbärenfell und sieht furchteinflößend und frisch aus. Laser und Strahlwaffen werden zwischen den vielen Haaren mickrig reflektiert und gebeugt. Das würde natürlich dazu führen, dass das gesamte Fell fabelhaft leuchtet. Wenn eine Feuerwand kommt, hocken Sie sich unter Ihren Carbon-Pelzmantel und warten Sie ab wie ein Rauchspringer, der in einen Waldbrand geraten ist. Yetirrific!

"Yetirrific" geht auf ein T-Shirt.

Hitzebeständigkeit: Wenn dies für den Einsatz auf der Erde / in der Atmosphäre vorgesehen ist, möchten Sie im Gegensatz zu gepanzerten Raumanzügen möglicherweise eine äußere Beschichtung aus etwas anderem als Kohlenstoff, um zu verhindern, dass der Kohlenstoff in sauerstoffhaltiger Luft brennt, wenn er von lokaler intensiver Hitze getroffen wird (wie eine Laserwaffe). Vielleicht eine mikrodünne Schicht aus etwas superhitzebeständigem wie Hafniumcarbid.

Alternativ könnte man zur Kühlung eine ablative Schicht (vielleicht Graphit?) darauf legen, die aber zwischen den Gefechten ausgetauscht werden müsste.

Wenn Sie den Wellenlängenbereich von Lasern kennen, mit denen Sie konfrontiert sind, kann eine reflektierende äußerste Schicht hilfreich sein, jedoch wahrscheinlich nur für den ersten Schuss (an einer bestimmten Stelle) - sie wird nicht perfekt reflektieren, insbesondere wenn die Panzerung verschmutzt ist.

Auswirkungen: hängt davon ab, wovor dies schützen soll. Wenn Sie an kleine ultraschnelle (Orbitalgeschwindigkeit) Projektile denken, wie Sie es vielleicht für Weltraumpanzer / gepanzerte Raumanzüge tun, wäre ein Whipple-Schildkonzept gut. Dünne starre Außenschicht, Vakuumspalt, dünne starre Innenschicht. Sie können auch Schichten von etwas wie Aerogel einarbeiten.

Schneiden/Reißen/Durchstechen: Ich bin kein Experte auf diesem Gebiet, aber ich denke, starre Platten statt oder zusätzlich zu Fasern wären hier gut. Der Wikipedia-Artikel über kugelsichere Westen legt nahe, dass Platten oder Post in Westen eingearbeitet wurden, um sie stichfest zu machen, wo reine Kevlar-Westen usw. dies nicht sind.

Warum denken die Leute immer noch, dass Carbon verbrennt , sobald es heiß wird? Wir sprechen von Kohle , nicht von Grillkohlebriketts. Die am stärksten exponierten Teile des Space Shuttles wurden durch verstärkte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Fliesen geschützt, die Temperaturen von über 2700 °C standhielten. Hier ist ein Beispiel , wie man eine Lötlampe gegen ein Stück Graphit in Kernreaktorqualität hält . Die meisten Allotrope von Kohlenstoff brennen nicht .
Die verstärkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Fliesen des Space Shuttles wurden mit Siliziumkarbid bedeckt, um genau zu verhindern, dass sie brennen. So etwas brennt nicht leicht , aber es brennt, wenn es in Gegenwart von Sauerstoff extremen Temperaturen ausgesetzt wird . Sogar Diamanten können gebrannt werden.