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氧化鋁陶瓷具有防彈材料的特性

來源:本站   發布時間:2018-06-12   點擊量:2309

就目前來看,裝甲材料總的發展趨勢是強韌化、輕量化、多功能和高效率。氧化鋁陶瓷材料是防彈材料中重要的一支,它具有高的硬度和耐磨性,高的壓縮強度和高應力時的優良彈道性能。


氧化鋁陶瓷和金屬的防彈機理有很大的不同,金屬是由于塑性變形而吸收射彈的動能,而陶瓷是由于其破裂而吸收射彈的動能。通常,陶瓷裝甲系統是由單片陶瓷或陶瓷—金屬復合物并覆蓋有高抗張強度有機纖維結合的尼龍布層所組成。


在子彈的沖擊下,氧化鋁陶瓷正面是被破碎而剩余的能量則被反面軟增強材料所吸收,反面材料必須能支持住子彈沖擊后陶瓷材料的碎片和子彈本身。當然作為防彈陶瓷要求的性能較多,包括了密度和氣孔率、硬度、斷裂韌性、楊氏模量、聲速、機械強度等,任何一個性能都不能與整體防彈性能有直接和決定性的關系,因而斷裂機理十分復雜,裂紋形成是由許多因素引起的,而且發生的時間十分短暫。


氧化鋁防彈陶瓷的氣孔率應盡量低,以提高硬度和楊氏模量;而且它的硬度要求很高,應高于飛行彈頭的硬度;聲音在氧化鋁陶瓷中傳播的速度,表示陶瓷沖擊面上消耗能量的能力,高的聲速也間接表示陶瓷有良好的致密化和低的封閉氣孔。


現有的防彈陶瓷主要分為兩類,分別是單片陶瓷結構和陶瓷復合物結構,單片結構陶瓷包括氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷,以及二元系統。一般來說,非氧化物陶瓷具有更高的物理性能和相對低的密度,作為防彈比氧化鋁陶瓷更有利。然而,這些材料制造方法多用價格較貴的熱壓,不易產業化。但熱壓可提高防彈陶瓷的機械性能。


而且陶瓷基復合物具有高的防彈性能,這是因為有高的機械性能,特別是斷裂韌性。在射彈沖擊之后,與單片陶瓷相比,陶瓷基復合物具有較好的完整性。所以氧化鋁陶瓷很適合作為防彈陶瓷。

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