Durchschlagsfestigkeit

Durchschlagsfestigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, dem Eindringen durch ein Projektil, eine Spannungs- oder Explosionsbelastung oder durch Splitterstrahlung zu widerstehen. In Schutz- und Sicherheitsanwendungen beschreibt sie die Fähigkeit eines Bauteils, Penetration zu verhindern oder signifikant zu verzögern. Die Kenngröße ist eng verbunden mit dem Schutzgrad von Rüstungen, Fahrzeugen, Gebäuden und Sicherheitsglas.

Messung und Bewertung erfolgen üblicherweise in ballistischen Penetrationstests. Dabei trifft ein definierter Projektiltyp mit ansteigender Geschwindigkeit oder Energie auf eine Probe. Das Ergebnis kann als kritische Geschwindigkeit beschrieben werden, bei der eine festgelegte Penetration stattfindet, oder als V50-Wert, der die Geschwindigkeit angibt, bei der 50 Prozent der Proben durchdrungen werden. Für Mehrschichtsysteme, wie keramische Fliesen vor einem Metallbacking, ergibt sich die Gesamtfestigkeit aus der Interaktion der Schichten und der Energieabsorption.

Determinanten der Durchschlagsfestigkeit sind Materialkennwerte wie Zugfestigkeit, Zähigkeit, Dichte und Sprödigkeitsverhalten, deren Einfluss sich bei hohen Belastungsgeschwindigkeiten stark ausprägt. Dicke, Geometrie, Oberflächenrauheit, Temperatur und Alterung spielen ebenfalls eine Rolle. In Mehrschichtsystemen erhöht die keramische Phase oft die initiale Widerstandsfähigkeit, während zähe Backing-Metalle die Energieaufnahme verteilen.

Anwendungsgebiete umfassen den Schutz von Personen durch ballistische Kleidung, Fahrzeug- und Gebäudeschutz sowie Schutzglas und Behälter. Limitierungen: Die Durchschlagsfestigkeit ist projektion- und temperaturabhängig; ein Material kann gegen einen bestimmten Projektiltyp gute, gegen einen anderen schlechte Leistungen zeigen. Gewicht, Kosten und Realisierbarkeit der Schutzsysteme müssen berücksichtigt werden.