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氧化铝陶瓷具有防弹材料的特性

来源:本站   发布时间:2018-06-12   点击量:779

就目前来看,装甲材料总的发展趋势是强韧化、轻量化、多功能和高效率。氧化铝陶瓷材料是防弹材料中重要的一支,它具有高的硬度和耐磨性,高的压缩强度和高应力时的优良弹道性能。


氧化铝陶瓷和金属的防弹机理有很大的不同,金属是由于塑性变形而吸收射弹的动能,而陶瓷是由于其破裂而吸收射弹的动能。通常,陶瓷装甲系统是由单片陶瓷或陶瓷—金属复合物并覆盖有高抗张强度有机纤维结合的尼龙布层所组成。


在子弹的冲击下,氧化铝陶瓷正面是被破碎而剩余的能量则被反面软增强材料所吸收,反面材料必须能支持住子弹冲击后陶瓷材料的碎片和子弹本身。当然作为防弹陶瓷要求的性能较多,包括了密度和气孔率、硬度、断裂韧性、杨氏模量、声速、机械强度等,任何一个性能都不能与整体防弹性能有直接和决定性的关系,因而断裂机理十分复杂,裂纹形成是由许多因素引起的,而且发生的时间十分短暂。


氧化铝防弹陶瓷的气孔率应尽量低,以提高硬度和杨氏模量;而且它的硬度要求很高,应高于飞行弹头的硬度;声音在氧化铝陶瓷中传播的速度,表示陶瓷冲击面上消耗能量的能力,高的声速也间接表示陶瓷有良好的致密化和低的封闭气孔。


现有的防弹陶瓷主要分为两类,分别是单片陶瓷结构和陶瓷复合物结构,单片结构陶瓷包括氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷,以及二元系统。一般来说,非氧化物陶瓷具有更高的物理性能和相对低的密度,作为防弹比氧化铝陶瓷更有利。然而,这些材料制造方法多用价格较贵的热压,不易产业化。但热压可提高防弹陶瓷的机械性能。


而且陶瓷基复合物具有高的防弹性能,这是因为有高的机械性能,特别是断裂韧性。在射弹冲击之后,与单片陶瓷相比,陶瓷基复合物具有较好的完整性。所以氧化铝陶瓷很适合作为防弹陶瓷。

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