陶瓷裝甲(0611110425).ppt

1、防護(hù)利器 陶瓷裝甲,什么是陶瓷裝甲？ 一種質(zhì)量輕、硬度高的特種陶瓷，具有優(yōu)越的防彈性能，主要應(yīng)用于先進(jìn)坦克及軍用飛機(jī)上。 陶瓷裝甲的性能： 硬度高、質(zhì)量輕，其對(duì)動(dòng)能彈和彈藥破片的防御能力都很強(qiáng)，在單兵防護(hù)器材中，用特種輕質(zhì)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(qiáng)度可達(dá)鋼的34倍，能有效地抗御各種輕武器的射擊。,問(wèn)題陳述,原理概述,陶瓷裝甲的防護(hù)原理 大多數(shù)陶瓷裝甲與襯層之間用低硬度、低密度的粘性聚合物粘接而成。當(dāng)超壓沖擊波傳播到陶瓷與聚合物粘合層的分界面時(shí)，超壓沖擊波產(chǎn)生強(qiáng)烈的拉伸作用，破壞陶瓷層，同時(shí)強(qiáng)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

2、離。與此同時(shí)，彈頭受壓而碎裂。在撞擊點(diǎn)四周會(huì)形成圓錐形的碎裂區(qū)。以此抵消彈片的沖擊能量。,。,研究,發(fā)展歷程 可追溯至一戰(zhàn)結(jié)束后的1918年，當(dāng)時(shí)內(nèi)韋爾 門(mén)羅霍普金斯少校通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋼裝甲表面涂上一層厚1.6mm的瓷釉能夠大大增強(qiáng)防護(hù)性能。 盡管陶瓷材料的發(fā)現(xiàn)很早，但多年以后陶瓷材料才開(kāi)始應(yīng)用于軍事用途。廣泛采用陶瓷裝甲材料的是前蘇聯(lián)軍隊(duì)，美軍也曾在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中大量使用。1965年，UH-1直升機(jī)的駕駛員和副駕駛員座椅上安裝了硬面復(fù)合裝甲套件，座椅的底部、側(cè)面和后部均加裝了碳化硼陶瓷防護(hù)板和玻璃纖維襯層，能夠防御7.62mm穿甲彈。,分類,陶瓷裝甲的分類 陶瓷裝甲按照其成分可大致分為四類： 氧

3、化鋁陶瓷 碳化硼陶瓷 碳化硅陶瓷 其他陶瓷,分類簡(jiǎn)介,氧化鋁陶瓷 1980年代，應(yīng)用于裝甲系統(tǒng)的陶瓷主要是氧化鋁（也稱礬土）陶瓷。氧化鋁陶瓷性能優(yōu)良，制造成本相對(duì)較低，很薄的陶瓷層就可以防御輕武器彈藥。在英國(guó)，第一種批量生產(chǎn)的人體護(hù)甲采用的就是氧化鋁陶瓷防護(hù)板。 1995年之后，各國(guó)用于提升氧化鋁陶瓷性能的投入很大，但其防護(hù)性能的提高卻始終有限。盡管如此，由于氧化鋁陶瓷的質(zhì)量較輕，其仍廣泛應(yīng)用在一些飛機(jī)的防護(hù)或人體護(hù)甲上。,分類簡(jiǎn)介,碳化硼陶瓷 除了氧化鋁外，其他陶瓷裝甲材料也嶄露頭角。其中，最引人注目的是1960年代就開(kāi)始應(yīng)用的碳化硼陶瓷。碳化硼陶瓷具有超高的硬度，同時(shí)也擁有驚人的價(jià)格。因此

4、，這種陶瓷只用于某些對(duì)防護(hù)性能有更高要求的特殊場(chǎng)合. 碳化硼陶瓷當(dāng)然也有其不足之處，事實(shí)表明，它對(duì)彈心由高密度材料制成的高速?gòu)楊^的防護(hù)能力不盡如人意。這是由于高硬度高速?gòu)楊^沖擊碳化硼陶瓷時(shí)會(huì)使它的物理性質(zhì)發(fā)生變化所致。,分類簡(jiǎn)介,碳化硅陶瓷 碳化硅陶瓷是在高溫（達(dá)到2000）高壓條件下燒制，以獲得超高的強(qiáng)度，其強(qiáng)度遠(yuǎn)大于彈頭，彈頭在撞擊后馬上碎裂使其動(dòng)能迅速釋放。 采用熱壓工藝將碳化硅陶瓷與金屬壓在一起可以制成良好的裝甲材料。熱壓工藝的目的是利用金屬和陶瓷受熱冷卻時(shí)產(chǎn)生不同物理變化而使碳化硅陶瓷內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，從而獲得超高的強(qiáng)度。碳化硅陶瓷還可以采用化學(xué)反應(yīng)工藝來(lái)生產(chǎn)，這種生產(chǎn)工藝可以精確

5、控制陶瓷尺寸。,分類簡(jiǎn)介,其他陶瓷 除了上述陶瓷外，還有其他一些陶瓷可用于裝甲材料，如氮化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化鎢陶瓷、二硼化鈦陶瓷等。氮化硅陶瓷和氮化鋁陶瓷等在裝甲系統(tǒng)中的應(yīng)用很少。碳化鎢陶瓷價(jià)格昂貴，但密度大（大約是碳化硅陶瓷的6倍）、強(qiáng)度高，對(duì)穿甲彈有良好的防護(hù)效果。碳化鎢適合用于對(duì)裝甲材料的體積有要求但對(duì)裝甲質(zhì)量無(wú)要求的場(chǎng)合。二硼化鈦陶瓷的性能也很優(yōu)良，密度比碳化硅大。與碳化鎢一樣，二硼化鈦具有導(dǎo)電性，可以通過(guò)電化學(xué)方法加工，而用其他方法很難切割。與碳化鎢一樣，昂貴的價(jià)格限制了二硼化鈦陶瓷的應(yīng)用。,應(yīng)用,應(yīng)用現(xiàn)狀 軍用武器，目前主要為坦克、裝甲車、飛行器、防彈衣等。 德國(guó)豹式坦克,V-22魚(yú)鷹傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī),應(yīng)用,美軍城市戰(zhàn)型悍馬輕型裝甲車,陶瓷裝甲防彈衣,發(fā)展前景,未來(lái)發(fā)展前景 陶瓷裝甲會(huì)在軍事領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，而且會(huì)逐漸由軍用領(lǐng)域擴(kuò)散到民用領(lǐng)域。陶瓷裝甲的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用仍將是今后的熱點(diǎn)，特別是在軍事領(lǐng)域，各種高性能的