吕嘉伟 陶瓷装甲

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1、.....陶瓷装甲10909030218吕嘉伟引言：陶瓷材料具有硬度高、质量轻的优点，其对动能弹和弹药破片的防御能力都很强，目前已成为一种广泛应用于防弹衣、车辆和飞机等装备的防护装甲。这类陶瓷复合装甲不仅能抗御常规弹药的攻击，而且还能承受中子弹和反坦克导弹的攻击陶瓷装甲的最早应用可追溯至一战结束后的1918年，当时内韦尔·门罗·霍普金斯少校通过试验发现，钢装甲表面涂上一层厚1.6mm的瓷釉能够大大增强防护性能。尽管陶瓷材料的发现很早，但多年以后陶瓷材料才开始应用于军事用途。广泛采用陶瓷装甲材料的是前苏联军队，美军也曾在越南战争中大量使用。1965年

2、，UH—1直升机的驾驶员和副驾驶员座椅上安装了硬面复合装甲套件，座椅的底部、侧面和后部均加装了碳化硼陶瓷防护板和玻璃纤维衬层，能够防御7.62mm穿甲弹。美国于1962年率先研制成氧化铝陶瓷面板。在越南战争期间(1965～1975)，美国空军把9毫米厚的烧结氧化铝陶瓷装甲板用于直升机驾驶员的安全防护，经受住了实战的考验。直到现在，美国军用飞机的驾驶员座椅及其它某些关键性部位，仍然广泛地使用陶瓷复合防护装甲板。陶瓷装甲具有金属装甲无可比拟的优越性能。目前各军事强国的主战坦克，大都采用陶瓷复合装甲。像英国的“奇伏坦”式坦克、美国的XM-1式坦克和德国的

3、豹-2式坦克，都采用了含有陶瓷材料的复合装甲。这类陶瓷复合装甲不仅能抗御常规弹药的攻击，而且还能承受中子弹和反坦克导弹的攻击。德国的“黑豹-87”式坦克，其复合装甲是由陶瓷、橡胶和特种树脂等多种材料复合而成，能在一定程度上承受原子武器的冲击波和热辐射，是目前世界上最先进的复合装甲。美法两国联合试制的M-113军用装甲运输车，其防护装甲是一种特制的陶瓷，这种装甲车辆的正面能够经受20亳米炮弹的轰击，其两侧能够经受13.7毫米枪弹的射击，其防护能力是其它同类车辆所望尘莫及的。在单兵防护器材中，用特种轾质陶瓷材料制成的防弹衣和防弹背心，其重量只及钢的60

4、%～70%，而其强度可达钢的3～4倍，能有效地抗御各种轻武器的射击。..........原理：在弹头撞击陶瓷装甲的瞬间，撞击产生的超压冲击波沿着陶瓷装甲和弹头传播，造成两者损坏，尤其是当超压冲击波传播到陶瓷层和衬层的分界面时具有更大的破坏作用。现在，大多数陶瓷装甲与衬层之间用低硬度、低密度的粘性聚合物粘接而成。当超压冲击波传播到陶瓷与聚合物粘合层的分界面时，超压冲击波产生强烈的拉伸作用，破坏陶瓷层，同时强烈的剪切作用破坏聚合物粘合层。在拉伸和剪切作用下，陶瓷层与衬层分离。与此同时，弹头受压而碎裂。在撞击点四周会形成圆锥形的碎裂区。　　正是由于陶瓷具

5、有硬度高的优点，才会阻止弹头穿透装甲。高硬度陶瓷可以对弹头产生较大的反作用力，降低弹头速度。而对于诸如RPG-7火箭弹配用的成型装药战斗部，陶瓷材料的易碎特性使其具有更好的防护作用。当成型装药战斗部爆炸产生的金属射流穿过陶瓷装甲时，受金属射流侵彻的陶瓷立刻碎裂成很小的碎块，造成金属射流侵彻形成的空腔相对不稳定，因此对金属射流有较大的干扰，从而使其穿甲性能大大降低。装甲用陶瓷材料的主要典型物理特性是，陶瓷装甲比所有金属装甲要硬得多，但密度又比钢小。抗拉能力相对弱意味着陶瓷不能承受高弯曲力，使用时必须为其配备硬的背板。这对在战车的钢装甲板上直接使用是个

6、有利条件。高硬度与其作为装甲使用的方式有着特殊的关系，因为战车装甲经常要对付的威胁是具有高达1000~1200米/秒速度的中小口径动能弹。陶瓷装甲优于其它形式装甲。这种特性通常用质量系数来表示。质量系数是对付已知威胁所需的普通轧制钢装甲(RHA)与其装甲的面密度之比。对于战车最常见的威胁——762毫米枪弹和127毫米穿甲弹，单块陶瓷装甲的质量系数范围是25(普通氧化铝)到35(最硬的陶瓷)。仅陶瓷本身是不能使用的，但是它可以覆在战车的铝或钢装甲车体或炮塔上使用，因为战车为陶瓷提供了必要的背板。这种结合产生的质量系数必然比仅用陶瓷要低，这是因

7、为粘接它们的金属装甲的系数较低。不过，这种复合装甲的质量系数仍然高于铝或钢。当陶瓷与铝装甲而不是钢装甲组成复合装甲时，通常会得到较高的质量系数。这意味着，陶瓷为轻型战车提供的弹道保护是钢提供的弹道保护的两倍，而且不需要增加重量。..........在费用和车重能够接受的条件下，加装陶瓷装甲能明显地提高轻型战车的弹道防护能力。从量化来说，可从防7.62毫米穿甲提高到防14.5毫米穿甲弹，还可防30毫米脱壳穿甲弹。陶瓷装甲能防动能弹主要是由于陶瓷具有粉碎或者说折断硬而脆的穿甲弹的能力，而且研细的陶瓷锥体能吸收子弹的动能。陶瓷锥体还具有将剩余的动能扩散到

8、面积极大的战车车体装甲板上的能力，使其很容易地将子弹动能吸收掉。要毁坏子弹，陶瓷必须比子弹更硬。在标准穿甲弹情况下，这意味