防彈陶瓷發(fā)展概述

一、概述

陶瓷材料具有硬度高、質量輕的優(yōu)點，其對動能彈和彈藥破片的防御能力都很強，如今已成為一種廣泛應用于防彈衣、車輛和飛機等裝備的防護裝甲。這類陶瓷復合裝甲能抗御常規(guī)彈藥的攻擊，而且還能承受中子彈和反坦克導彈的攻擊。陶瓷裝甲的早應用可追溯至一戰(zhàn)結束后的1918年。盡管陶瓷材料的發(fā)現(xiàn)很早，但廣泛應用于軍事用途是上世紀七十年代后才開始的。

二、防彈機理

在彈頭撞擊陶瓷裝甲的瞬間，撞擊產生的超壓沖擊波沿著陶瓷裝甲和彈頭傳播，造成兩者損壞，當超壓沖擊波傳播到陶瓷層和襯層的分界面時具有更大的破壞作用。大多數(shù)陶瓷裝甲與襯層之間采用低硬度、低密度的粘性聚合物粘接而成。當超壓沖擊波傳播到陶瓷與聚合物粘合層的分界面時，超壓沖擊波產生強烈的拉伸作用，破壞陶瓷層，同時強烈的剪切作用破壞聚合物粘合層。在拉伸和剪切作用下，陶瓷層與襯層分離。與此同時，彈頭受壓而碎裂。在撞擊點四周會形成圓錐形的碎裂區(qū)。

正是由于陶瓷具有硬度高的優(yōu)點，才會阻止彈頭穿透裝甲。高硬度陶瓷可以對彈頭產生較大的反作用力，降低彈頭速度。

三、嶄露頭角

陶瓷裝甲具有好的性能。各軍事強國的主戰(zhàn)坦克，大都采用陶瓷復合裝甲。像英國的“奇伏坦”式坦克、美國的XM-1式坦克和德國的豹-2式坦克，都采用了含有陶瓷材料的復合裝甲。這類陶瓷復合裝甲能抗御常規(guī)彈藥的攻擊，而且還能承受中子彈和反坦克導彈的攻擊。在防護裝備中，用特種陶瓷材料制成的防彈衣和防彈背心，其重量只及鋼的60%～70%，而其強度可達鋼的3～4倍，能抗御各種輕武器的射擊。

四、防護應用

氧化鋁陶瓷。上世紀八十年代，開始應用氧化鋁陶瓷防護板生產人體護甲。隨后各國用于增強氧化鋁陶瓷性能的投入很大，但其防護性能的增強卻有限。

碳化硼陶瓷。碳化硼陶瓷具有很高的硬度，同時也擁有驚人的價格。因此，這種陶瓷只用于某些對防護性能有更高要求的場合。碳化硼陶瓷不足之處是，它對彈心由高密度材料制成的高速彈頭的防護能力不盡如人意。這是由于高硬度高速彈頭沖擊碳化硼陶瓷時會使它的物理性質發(fā)生變化所致。

碳化硅陶瓷。碳化硅陶瓷具有硬度高、抗沖擊力強等優(yōu)良特性。碳化硅陶瓷是在高溫（達到2000℃）高壓條件下燒制，以獲得很高的強度，其強度遠大于彈頭，彈頭在撞擊后馬上碎裂使其動能釋放。這種陶瓷對輕武器彈藥和尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈有良好的防護效果，而且價格相對低廉。二十一世紀初，美國將其開發(fā)成性能高的防彈材料替代氧化鋁陶瓷裝備部隊。