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防弹陶瓷发展概述?

浏览:1240次 发布日期:2017-11-28 字号:  
一、 概述

陶瓷材料具有硬度高、质量轻的优点,其对动能弹和弹药破片的防御能力都很强,如今已成为一种广泛应用于防弹衣、车辆和飞机等装备的防护装甲。这类陶瓷复合装甲不仅能抗御常规弹药的攻击,而且还能承受中子弹和反坦克导弹的攻击。陶瓷装甲的最早应用可追溯至一战结束后的1918年。尽管陶瓷材料的发现很早,但广泛应用于军事用途是上世纪七十年代后才开始的。

二、 防弹机理

在弹头撞击陶瓷装甲的瞬间,撞击产生的超压冲击波沿着陶瓷装甲和弹头传播,造成两者损坏,尤其是当超压冲击波传播到陶瓷层和衬层的分界面时具有更大的破坏作用。大多数陶瓷装甲与衬层之间采用低硬度、低密度的粘性聚合物粘接而成。当超压冲击波传播到陶瓷与聚合物粘合层的分界面时,超压冲击波产生强烈的拉伸作用,破坏陶瓷层,同时强烈的剪切作用破坏聚合物粘合层。在拉伸和剪切作用下,陶瓷层与衬层分离。与此同时,弹头受压而碎裂。在撞击点四周会形成圆锥形的碎裂区。

正是由于陶瓷具有硬度高的优点,才会阻止弹头穿透装甲。高硬度陶瓷可以对弹头产生较大的反作用力,降低弹头速度。

三、崭露头角

陶瓷装甲具有金属装甲无可比拟的优越性能。各军事强国的主战坦克,大都采用陶瓷复合装甲。像英国的“奇伏坦”式坦克、美国的XM-1式坦克和德国的豹-2式坦克,都采用了含有陶瓷材料的复合装甲。这类陶瓷复合装甲不仅能抗御常规弹药的攻击,而且还能承受中子弹和反坦克导弹的攻击。在单兵防护装备中,用特种陶瓷材料制成的防弹衣和防弹背心,其重量只及钢的60%~70%,而其强度可达钢的3~4倍,能有效地抗御各种轻武器的射击。

四、 防护应用

氧化铝陶瓷。上世纪八十年代,国际上开始应用氧化铝陶瓷防护板生产人体护甲。随后各国用于提升氧化铝陶瓷性能的投入很大,但其防护性能的提高却始终有限。

碳化硼陶瓷。碳化硼陶瓷具有超高的硬度,同时也拥有惊人的价格。因此,这种陶瓷只用于某些对防护性能有更高要求的特殊场合。碳化硼陶瓷不足之处是,它对弹心由高密度材料制成的高速弹头的防护能力不尽如人意。这是由于高硬度高速弹头冲击碳化硼陶瓷时会使它的物理性质发生变化所致。

碳化硅陶瓷。碳化硅陶瓷具有硬度高、抗冲击力强、耐磨损好等优良特性。试验证明,碳化硅陶瓷防护效果更胜一筹。碳化硅陶瓷是在高温(达到2000℃)高压条件下烧制,以获得超高的强度,其强度远大于弹头,弹头在撞击后马上碎裂使其动能迅速释放。这种陶瓷对轻武器弹药和尾翼稳定脱壳穿甲弹有良好的防护效果,而且价格相对低廉。二十一世纪初,美国将其开发成高性能防弹材料替代氧化铝陶瓷装备部队。
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