防彈陶瓷發展概述

一、概述

陶瓷材料具有硬度高、質量輕的優點，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結束后的1918年。盡管陶瓷材料的發現很早，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。

正是由于陶瓷具有硬度高的優點，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，美國將其開發成性能高的防彈材料替代氧化鋁陶瓷裝備部隊。