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最近世道不(bu)太(tai)平，俄乌战(zhan)火的(de)点燃(ran)导致军工相关产业又开始(shi)得到关注。而在(zai)我们(men)熟悉(xi)的(de)先进陶瓷(ci)领域中(zhong)，与之(zhi)相关且最容易被想到的(de)就是防弹陶瓷。

陶(tao)瓷(ci)(ci)之所以可以防(fang)弹(dan)，凭借的(de)(de)就是其(qi)高比刚度、高比强度和(he)(he)在(zai)许多环境下(xia)的(de)(de)化学惰性。它(ta)比金属好的(de)(de)地方(fang)就在(zai)于(yu)，在(zai)抵抗弹(dan)头(tou)冲击时金属材(cai)料会产生塑性变(bian)形且(qie)吸收(shou)能量，而陶(tao)瓷(ci)(ci)几乎不产生塑性变(bian)形，并(bing)且(qie)依靠(kao)其(qi)自身高强高硬特性使弹(dan)头(tou)钝化甚至破(po)碎，陶(tao)瓷(ci)(ci)表面粉碎同时在(zai)形成细小且(qie)坚硬的(de)(de)碎块区过程中(zhong)吸收(shou)了高速弹(dan)头(tou)的(de)(de)能量。因此先(xian)进(jin)陶(tao)瓷(ci)(ci)在(zai)装甲系统上的(de)(de)应用(yong)十分具有吸引力，己成为(wei)一种(zhong)广泛应用(yong)于(yu)防(fang)弹(dan)衣、车辆和(he)(he)飞机等装备的(de)(de)防(fang)护装甲。

陶瓷(ci)材料防弹(dan)原理(li)过(guo)程

陶(tao)瓷中可以(yi)作为防弹材料的主要有(you)：氧化(hua)铝、碳化(hua)硅、碳化(hua)硼(peng)、氮化(hua)硅、硼(peng)化(hua)钛等，其中以氧化铝陶瓷(Al₂O₃)、碳化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)(SiC)、碳化(hua)硼陶(tao)瓷(ci)(B₄C)应用最广。

各种防弹陶瓷的各项属性(xing)

从上图我们(men)可以(yi)看出，虽然氧(yang)化铝(lv)各方面性能(neng)都要(yao)比碳化硼（B₄C）和碳化硅（SiC）差(cha)些，如密度最(zui)高（意味着最(zui)重(zhong)，但(dan)也依旧比相(xiang)同防弹能力同面积的装甲钢重(zhong)量轻40%），硬度相对较低。但它也有明显的优势就是制作成本低、原料(liao)来源广，像碳化(hua)(hua)硼的(de)价格就(jiu)差不多是氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)的(de)10倍(bei)左右，这个差距其实挺夸张的(de)。另(ling)外(wai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)的(de)生产工艺也比SiC更成熟，能更好地保证制品尺寸稳定、而且性能可靠性高。

因此在进行防弹物品设计时，要综(zong)合考虑各种材料的成(cheng)本及刚强度等属性(xing)，尽可能在保证(zheng)防弹性(xing)能满足(zu)指定要求(qiu)的同时使成(cheng)本尽可能低。这(zhei)就是(shi)氧化铝能够成(cheng)为(wei)防弹领域(yu)的第一代(dai)陶(tao)瓷(ci)，并活跃至今的重要原因，尤其是在民(min)用领域(yu)，在氧化铝性能达标的前(qian)提下，性价比成为了它的绝对(dui)优势。

氧化铝防弹陶瓷的制(zhi)备

氧化铝分(fen)子式为(wei)Al₂O₃，白色固体(ti)，最(zui)为常见晶态有α-Al₂O₃､β-Al₂O₃及γ-Al₂O₃，其(qi)中α-Al₂O₃结构最(zui)稳(wen)定（又称刚玉），在1300℃以上的高温时其它相几乎完全转化为α-Al₂O₃，氧化铝防(fang)弹(dan)陶(tao)瓷的主要(yao)成分(fen)就是(shi)它(ta)。

（来源：河南济源兄弟材料有限公司）

氧化铝防弹陶瓷(ci)主要以无压烧(shao)结和热压烧(shao)结为主｡无压烧(shao)结高(gao)纯氧化铝(lv)陶(tao)瓷通常需要在(zai)高(gao)于1600℃才能烧结致密，较高(gao)的(de)(de)烧结(jie)(jie)温度(du)可能(neng)(neng)会(hui)促使氧化(hua)铝(lv)晶(jing)体(ti)异常长(zhang)大，烧结(jie)(jie)体(ti)致(zhi)密化(hua)程度(du)降低，从而(er)会(hui)影(ying)响高(gao)纯氧化(hua)铝(lv)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)性能(neng)(neng)｡因此工(gong)业上(shang)通过减小粉体(ti)颗(ke)粒的(de)(de)平均尺寸，添加适当的(de)(de)添加剂(ji)，结(jie)(jie)合合理的(de)(de)成形(xing)及烧结(jie)(jie)方法等来降低氧化(hua)铝(lv)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)烧结(jie)(jie)温度(du)。

热压(ya)烧结通过(guo)在模具上下两面同时加(jia)(jia)压进行烧(shao)结｡由(you)于烧(shao)结时除了温(wen)度(du)动力(li)之外，还(hai)增加(jia)(jia)了压力(li)动力(li)(10~50MPa)，因此大(da)大(da)降低烧结难度(du)，致密(mi)化(hua)程度(du)高｡同时因为特定的(de)(de)外界压力使(shi)(shi)得(de)晶体(ti)的(de)(de)生长(zhang)受到限制，得(de)到的(de)(de)晶粒细小(xiao)均匀(yun)，使(shi)(shi)得(de)力学性能大(da)大(da)提(ti)高｡

α-Al₂O₃密堆积的结构示意图

另外为了增强氧(yang)化铝陶瓷的(de)力学(xue)强度(du)，工业上常采用(yong)电子射线真空镀膜(mo)、溅射真空镀膜(mo)或化学气相蒸镀等强(qiang)化(hua)工艺方法，在(zai)氧化(hua)铝(lv)陶(tao)瓷的(de)表面镀上一层硅的(de)化(hua)合(he)物(wu)薄膜，然后再经1200~1580℃的高温处理，使氧化铝陶瓷钢化，从而获得具有超高强度的氧化铝陶瓷。

PS：目前国(guo)内(nei)最(zui)大(da)氧化铝防(fang)弹(dan)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)生产厂家是(shi)河(he)南济源(yuan)兄弟材(cai)料有(you)限公司，具备年产1000t以(yi)上氧化铝陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的规(gui)模。其(qi)生产的氧化铝防(fang)弹(dan)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)选用硬度(du)极高的α-Al₂O₃为(wei)原料(liao)，采(cai)用先进(jin)双面压机(ji)成形(xing)、自动化窑炉(lu)烧结(jie)。

据济源兄(xiong)弟的(de)张(zhang)祯(zhen)祯(zhen)部长介绍，用(yong)于(yu)防弹领域的(de)氧(yang)化铝陶(tao)瓷与(yu)普(pu)通氧(yang)化铝陶(tao)瓷性(xing)能上有很大的(de)区别，最主要体(ti)现在(zai)密度、硬(ying)度、韧性(xing)以及瞬间破碎(sui)能力上。为此，他们在(zai)制备中会根据用(yong)途对配方(fang)做(zuo)出改(gai)良，使成品的防弹能力更强。

氧化铝(lv)防弹陶瓷的应(ying)用

氧(yang)化(hua)铝烧结制品(pin)表面光洁、尺寸稳定、价格低廉，依据纯度(du)分为85/90/95/99氧(yang)化(hua)铝陶瓷，相应的硬度(du)和价格也依次增(zeng)高，在(zai)各类装(zhuang)甲车(che)辆和军(jun)警防弹(dan)服等场(chang)合中都能看(kan)见(jian)它的身影(ying)。

不过(guo)为(wei)保(bao)证(zheng)陶(tao)瓷(ci)的一定强度，氧化(hua)铝防弹陶(tao)瓷(ci)多采(cai)用99氧化(hua)铝陶(tao)瓷(ci)，并在成型和烧(shao)结过(guo)程(cheng)中保(bao)证(zheng)孔隙(xi)率低，使微观应(ying)力集中降低到(dao)最小程(cheng)度。接下(xia)来(lai)就来(lai)一起(qi)看看它的应(ying)用。

1.防(fang)弹衣

人(ren)(ren)体(ti)(ti)防(fang)(fang)(fang)(fang)弹(dan)衣(yi)是(shi)单兵战士、武警、保(bao)安(an)、武装押运员常用的防(fang)(fang)(fang)(fang)护装备(bei)，属军民(min)两用产(chan)品。人(ren)(ren)体(ti)(ti)防(fang)(fang)(fang)(fang)弹(dan)衣(yi)的核心部件是(shi)防(fang)(fang)(fang)(fang)弹(dan)插板(ban)，插板(ban)材(cai)料经历了硬质金(jin)属插板(ban)、软质合(he)成纤维插板(ban)，现(xian)已发展(zhan)到(dao)第三代(dai)陶瓷/合(he)成纤维复(fu)合(he)插板(ban)，是(shi)目(mu)前防(fang)(fang)(fang)(fang)弹(dan)衣(yi)主要(yao)的发展(zhan)方向。

防(fang)弹插板(ban)(ban)(ban)主(zhu)要分为两部分，一(yi)是采用芳纶或超高分子(zi)量(liang)高强(qiang)高模(mo)聚乙烯(xi)纤维(wei)复合材料制成(cheng)的插板(ban)(ban)(ban)背板(ban)(ban)(ban)；二是以(yi)氧化铝、碳(tan)化硅、碳(tan)化硼(peng)为原料制成(cheng)的防(fang)弹面(mian)板(ban)(ban)(ban)。两者通过过渡粘(zhan)接层(ceng)相结合，并(bing)在陶瓷面(mian)板(ban)(ban)(ban)表面(mian)粘(zhan)贴一(yi)层(ceng)止裂布防(fang)止陶瓷破碎时对(dui)人体的伤害，便(bian)得到第(di)三(san)代复合防(fang)弹插板(ban)(ban)(ban)。

防弹插板（来源(yuan)(yuan)：河(he)南济源(yuan)(yuan)兄(xiong)弟材料有限(xian)公司(si)）

俄罗斯士兵穿着由氧化铝陶瓷制造的新式防弹衣

前面说了氧化铝密度大比较重，为了让(rang)防弹衣更轻便更利(li)于(yu)人们活动，可以(yi)使(shi)用注模成型等(deng)工艺使(shi)得氧化铝防弹陶瓷板符(fu)合人体(ti)(ti)曲(qu)线(xian)，同(tong)时(shi)也减轻了防弹陶瓷板的重量，有利(li)于(yu)人体(ti)(ti)穿戴，穿着更舒适(shi)。

与之前(qian)主(zhu)流的采用(yong)小片拼接(jie)工(gong)艺将陶瓷片粘贴于背(bei)板(ban)(ban)制造的陶瓷插板(ban)(ban)相比，这种弧形氧化(hua)铝陶瓷板(ban)(ban)可以避(bi)免之前(qian)产(chan)品消除拼接(jie)接(jie)缝处(chu)带来的缺(que)陷(xian)，提升防(fang)弹安全系数，同时陶瓷片内(nei)部(bu)材质的均一性也(ye)更好。

整体弧形氧化铝防弹陶(tao)瓷板

2.车体防护

装(zhuang)甲是(shi)战(zhan)地车辆必不可少的(de)一部分，否则(ze)在炮火(huo)连(lian)篇(pian)中的(de)战(zhan)场(chang)根本无法存(cun)活。在以(yi)前(qian)装(zhuang)甲多以(yi)钢(gang)板为主材制(zhi)造，但随(sui)着(zhe)弹(dan)丸材料(liao)和性(xing)能(neng)的(de)逐步升级，装(zhuang)甲材料(liao)面临着(zhe)巨大挑战(zhan)。例如目(mu)前(qian)穿甲弹(dan)的(de)弹(dan)丸使用(yong)高密度合金钢(gang)、碳化(hua)钨或钨、贫铀合金钢(gang)等材料(liao)，弹(dan)丸初速(su)为0.9~1.8 km/s，穿甲厚度达1 m以上，穿甲能力强、飞行速度损失小，极具威胁力。破甲弹虽然弹着速度不高，但其利用炸药的锥型中空装药的聚能原理，爆炸时形成一束高速金属射流来击穿装甲。面对这些威胁力(li)日益(yi)提高的弹药(yao)，装甲(jia)必须要更加(jia)抗打才能提高装甲(jia)车辆的安全等级(ji)。

目(mu)前，装(zhuang)(zhuang)甲(jia)防(fang)弹陶瓷(ci)已被应用于各式装(zhuang)(zhuang)甲(jia)车(che)辆(liang)，包括(kuo)坦克、步兵车(che)、装(zhuang)(zhuang)甲(jia)车(che)等(deng)，以(yi)其自身的(de)高(gao)硬(ying)度和高(gao)强(qiang)度来提高(gao)装(zhuang)(zhuang)甲(jia)车(che)辆(liang)的(de)军事(shi)防(fang)护性能和安全等(deng)级(ji)，同(tong)时(shi)陶瓷(ci)既轻又强(qiang)的(de)特点，可以(yi)使得(de)单位防(fang)护面积(ji)的(de)质量大(da)大(da)降低。

同上(shang)面一样，氧化铝也是装甲(jia)车辆常用的防弹(dan)陶(tao)瓷材料(liao)之一，它最早是现身于苏联的T-64A坦克上(shang)。一(yi)开始T-64A的炮塔采用的铝合金夹层装甲，但效果不甚理想，因为要想发挥出应有的效果，炮塔前部厚度将增大到难以容忍的厚度。后来换上了强化钢夹层装甲，但由于面对破甲弹效果差（破甲弹的高温金属射流会穿透装甲）必须选择更耐高温的材质，于是苏联便想到了使用耐高温的陶瓷改善抗穿甲性能。

采用氧化铝陶瓷材料的T-64坦克

最终(zhong)能够(gou)在高温(wen)下保持(chi)稳定(ding)性的(de)氧(yang)化铝(lv)陶瓷成功入选(xuan)，T-64B坦(tan)克的(de)炮(pao)塔上便用上了由氧(yang)化铝(lv)陶瓷球(qiu)与聚(ju)合(he)物填充的(de)复合(he)装(zhuang)甲。据悉，T-64B坦(tan)克的(de)抗(kang)弹性能在当时那个年代(dai)称得上是极为优良（同时制造成本和工(gong)艺(yi)要(yao)求较(jiao)高），是当时实打实的(de)先进科技产物。

封装在炮塔(ta)内的氧化(hua)铝陶(tao)瓷小(xiao)球

 

总(zong)结

总的来说，在军事(shi)领域里，氧(yang)化(hua)铝虽然不(bu)如碳化(hua)硼、碳化(hua)硅这些兄弟(di)们受到的关注度(du)(du)高，但懂行(xing)的人都知道氧(yang)化(hua)铝的重要(yao)程度(du)(du)绝(jue)不(bu)逊色于(yu)后(hou)俩且用量极大。若(ruo)想了(le)解其他相(xiang)关内(nei)容(rong)，也(ye)可以(yi)关注粉体圈并在后(hou)台搜索“防弹”查看更多久(jiu)久(jiu)亚(ya)洲精品(pin)无码aⅴ大香,97se亚(ya)洲精品(pin)一(yi)区,韩国最新爱情电影,漂亮老师(shi)做爰(yuan)6,国产强伦姧人妻毛片相(xiang)关的文章噢(o)！

 

资料来源：

防(fang)弹装甲中(zhong)的陶瓷材料，吴燕平，燕青芝。

防弹陶(tao)瓷的烧结工艺(yi)及发展现(xian)状，罗娟，杨(yang)科(ke)伟，王萌，和娇(jiao)娇(jiao)。

 

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