前沿陶瓷防彈裝甲及相關材料研究進展

        前沿陶瓷裝甲技術的發展正在不斷推進反防彈裝甲技術的革新。隨著研究的深入，反防彈技術已使穿甲彈和破甲彈的威力顯著提升，達到了880～900mm和1250mm HRA（標準均為軋鋼板）的穿透能力。因此，各國正積極投入下一代防彈裝甲材料的研發中。根據預測，特種陶瓷以其高防護系數在未來一段時間內仍被視為最有希望的防彈材料之一。

        當前，陶瓷防彈裝甲材料的研究主要集中在克服其韌性不足和成本高昂的問題。美國在這一領域取得了顯著進展，通過采用微波燒結技術，不僅提高了生產效率，還大幅降低了陶瓷材料的成本，成功實現了SiC和TiB?等防彈陶瓷材料的規?；a。
 

碳化硅SiC陶瓷防彈裝甲
 

        在提高陶瓷裝甲材料性能方面，研究者們探索了多種途徑。首先，碳纖維增韌補強Si?N?和SiC纖維/SiC等材料，顯著提高了其斷裂韌性和應變量。金屬與陶瓷的復合結構，如B?C/Al復合裝甲，也展現了優異的抗彈性能，同時提高了材料的韌性。此外，塑料陶瓷作為一種新型材料，其結合了陶瓷顆粒和高聚物膠黏劑，具有更好的抗彈性能和可承受多發彈丸侵徹的能力。

        梯度功能材料（FGM）是另一個研究熱點。通過精心設計和特殊工藝，FGM使陶瓷與金屬的復合物在組分和結構上實現連續變化，從而提高了復合裝甲的抗彈性能。目前，已成功制備出多種FGM，如SiC-C、TiC-Ti等，它們均表現出比傳統復合裝甲更好的性能。

        在陶瓷表面增強方面，研究者們通過機械化學拋光、表面微氧化、氣相沉積和激光表面處理等技術，改善了陶瓷的表面狀態，提高了其韌性。離子注入法也被應用于陶瓷材料的性能提升，如提高Al?O?的表面硬度和SiC、Si?N?的彎曲強度。

        此外，英國肯特大學的研究人員開發了一種基于蛋白質的新型減震材料TSAM。該材料能夠吸收超聲速射彈的沖擊，并在受到沖擊后捕獲彈丸，為下一代防彈裝甲和彈丸捕獲材料的開發提供了新的思路。TSAM在國防和航空航天領域具有廣闊的應用前景，可用于制造新型裝甲或作為能量耗散材料收集空間碎片和塵埃。

       綜上所述，前沿陶瓷裝甲技術的發展正不斷推動反防彈技術的進步，而新型陶瓷材料和減震材料的研發為未來的防彈裝甲提供了新的可能性。

 

參考文獻：

1、馮益柏.坦克裝甲車輛設計（輪式戰車卷）[M].北京:化學工業出版社,2016

2、國務院發展研究中心國際技術經濟研究所.2023世界前沿技術發展報告[M].北京:電子工業出版社,2023