在大家的印象中,陶瓷拥有独特的外形,线条的精致以及颜色的多样性,是人们生活中常用的器具,也成为了可以让人赏心悦目的艺术品。
众所周知,陶瓷是脆性的,轻轻一摔,就能“粉身碎骨”,那么这么脆弱的陶瓷是如何变成防弹材料的呢?毕竟在战场上,一颗小小的子弹就能给士兵带来致命的伤害,易碎的陶瓷又是如何抵挡住冲击力极大的子弹呢?下面,让我们一起去探索一下吧。
防弹陶瓷,属于无机非金属材料家族中的一员。严格意义上讲,与我们日常生活中使用的瓷器并非同一类材料。作为特种陶瓷,区别于就地取土成坯烧制的陶瓷器皿,防弹陶瓷的制备需要经过一系列粉体制备、成型加工、高温烧结等复杂工序,是化学、冶金、材料等现代技术快速发展的产物。
碳化硼陶瓷的高熔点、高硬度和低密度使其成为防弹材料应用领域的理想替代品。子弹撞击高强高硬的陶瓷后,发生破碎并引起陶瓷碎裂,整个过程将消耗子弹大部分的能量,并在弹着点处形成一个“倒金字塔”型破坏锥。这也是陶瓷受弹击后典型的被破坏形貌。
并且为了提高陶瓷的抗多次打击能力,往往还要在陶瓷面板上包覆高强纤维织物,防止弹击造成的裂纹扩展。高强硬质陶瓷与刚性背衬的组合,构成现代陶瓷复合装甲的基本结构。
当强大的弹药冲击波传播到陶瓷与聚合物黏合层的分界面时,冲击波产生强烈的拉抻作用,破坏陶瓷层,同时强烈的剪切作用破坏聚合物黏合层。在拉抻和剪切作用下,陶瓷层与衬层分离。与此同时,弹头和弹药破片受压而碎裂,形成圆锥形的碎裂区。正是由于陶瓷具有硬度高的优点,才会将弹头和弹药破片的冲击波能量分解到一个较大的防护面积;从而有效阻止弹头和弹药破片,保护使用者的重要部位。
目前,无论是在军事上,还是在民用技术领域中,陶瓷应用都极其广泛。