中國粉體網(wǎng)訊 前段時間,,日本前首相安倍晉三被刺殺身亡引起了全球轟動。除了那形同虛設(shè)的安保團(tuán)隊(duì)上了熱搜之外,,很多人還好奇安倍為什么沒有穿防彈衣,。
安倍能被“穩(wěn)、準(zhǔn),、狠”的擊中喪命,,并結(jié)合各大媒體報(bào)道發(fā)出的現(xiàn)場照片來看,安倍晉三的確沒有穿戴防彈衣,。
作為陶瓷人不禁好奇,,假如他穿上陶瓷防彈服,是否會死里逃生,?
關(guān)于防彈材料,,你了解多少?
1901年的一天,,美國總統(tǒng)威廉.麥肯雷被刺身亡,,舉國震驚。震驚之余,,美國有些人開始反思:為什么不能做一款能有效阻擋子彈的“衣服”呢,?于是,人們開始尋找防彈的方法,。
第一次世界大戰(zhàn)期間,,防彈衣的研制進(jìn)入了實(shí)質(zhì)階段,當(dāng)時的主要方法就是將鋼板置于天然纖維織物里,。然而,,由于鋼板太笨重,,再加上防彈效果不好,各國研制出的防彈衣并沒有得到真正普及,。
第二次世界大戰(zhàn)期間,,英國先硏究出了由三塊高錳鋼板組成的防彈背心;不久后,,美國也研制出了由鋁合金與高強(qiáng)尼龍組合的防彈背心,。這兩種防彈背心,無論是硬度還是強(qiáng)度,,都較以往得到很大提升,,但卻依然沒有解決重量問題。
蘇軍在二戰(zhàn)期間裝備的“斯大林格勒”金屬硬質(zhì)防彈衣
20世紀(jì)70年代,,美國杜邦公司研制出一種合成纖維叫“凱夫拉”,,防彈衣材料發(fā)生了歷史性變革�,!皠P夫拉”吸引彈片能量是尼龍的1.6倍,,鋼材料的2倍,關(guān)鍵是它徹底解決了防彈衣笨重的問題,。
從早期皮革裹鐵的甲胄時代到今天的合成材料時代,,防彈材料歷經(jīng)了3代的發(fā)展。從“以鋼克剛”的金屬防彈時代到“以柔克剛”的合成高分子時代,,繼而到“剛?cè)岵?jì)”的復(fù)合防彈材料時代,。
如今,防彈技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超速發(fā)展,,新的防彈材料也不斷被開發(fā)出來,,如金屬(特種鋼、鋁合金,、鈦合金),、陶瓷片(剛玉、碳化硼,、碳化硅,、氧化鋁)、玻璃鋼,、尼龍,、凱夫拉、超高分子量聚乙烯纖維,、液體防護(hù)材料等材料,,以及復(fù)合型防護(hù)結(jié)構(gòu)材料。同時,,防彈材料也不僅僅用來制造防彈衣,,還可廣泛用于航空戰(zhàn)艦,、裝甲戰(zhàn)車系統(tǒng)及軍工、民用特種車輛等,。
陶瓷防彈材料脫穎而出
什么防彈材料最給力(有人說安倍的厚臉皮是最強(qiáng)防彈材料~~~),?
防彈材料種類較多,不同的應(yīng)用場景對防彈材料的需求不同,。其中陶瓷材料相對于傳統(tǒng)金屬材料的低密度,、高硬度,、高強(qiáng)度,、高彈性模量以及抗熱震并且防輻射等性能使其在防彈裝甲領(lǐng)域脫穎而出,已成為一種廣泛應(yīng)用于防彈衣,、車輛和飛機(jī)等裝備的防護(hù)裝甲材料,。
單相防彈陶瓷
自21世紀(jì)以來,防彈陶瓷發(fā)展迅速,,種類較多,,包括氧化鋁、碳化硅,、碳化硼,、氮化硅、硼化鈦等,,其中以氧化鋁陶瓷,、碳化硅陶瓷、碳化硼陶瓷應(yīng)用最廣,。下表為3種陶瓷的特征性能,。
3種典型防彈陶瓷的性能
1、氧化鋁陶瓷
氧化鋁陶瓷作為離子鍵化合物,,化學(xué)鍵力強(qiáng),,熔點(diǎn)高(2050℃),具有良好的抗氧化性和化學(xué)惰性,,燒結(jié)制品表面光潔,、尺寸穩(wěn)定、價(jià)格低廉,,故廣泛應(yīng)用于各類裝甲車輛和軍警防彈服等,。但Al2O3較高的密度、偏低的硬度和斷裂韌性,,使其抗彈性能較低,。
氧化鋁防彈板,實(shí)物來源:河南濟(jì)源兄弟
2,、碳化硼陶瓷
碳化硼是強(qiáng)共價(jià)鍵化合物,,共價(jià)鍵高達(dá)93.9%,,具有高的熔點(diǎn),超常的硬度(35~45GPa),,僅次于金剛石和立方氮化硼,,尤其是近于恒定的高溫硬度以及良好的力學(xué)性能,使B4C成為發(fā)展?jié)摿艽蟮母邷啬湍ゲ牧现�,。B4C的密度在幾種常用裝甲陶瓷中最低,,加上彈性模量較高,使其成為軍事裝甲和空間領(lǐng)域材料方面的首選,。B4C陶瓷存在的主要問題是價(jià)格昂貴(是氧化鋁的10倍左右),、脆性較大,限制了其作為單相防護(hù)裝甲的廣泛應(yīng)用,。
碳化硼防彈陶瓷,,實(shí)物來源:上海戎創(chuàng)鎧迅
3、碳化硅陶瓷
碳化硅共價(jià)鍵極強(qiáng),,在高溫下仍具有高強(qiáng)度的鍵合,,這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了碳化硅陶瓷優(yōu)異的強(qiáng)度、高硬度,、耐磨損,、耐腐蝕、高熱導(dǎo)率,、良好的抗熱震性等性能,;同時碳化硅陶瓷價(jià)格適中,性價(jià)比高,,是最有發(fā)展?jié)摿Φ母咝阅苎b甲防護(hù)材料之一,。
多相防彈陶瓷
盡管單相陶瓷具備一定的防彈能力,但共性的問題是斷裂韌性低,、脆性大,,因此,防彈陶瓷的強(qiáng)韌化一直是研究的熱點(diǎn)方向,。強(qiáng)韌方法主要包括多元陶瓷體系復(fù)合,、功能梯度陶瓷、層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,。
如Medvedovs⁃ki對SiC-Al2O3,、SiC-Si3N4-Al2O3、SiC-Si-Al2O3和SiC-Si3N4-Si-Al2O3這些碳化硅基的復(fù)合材料進(jìn)行了研究,,通過無壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)實(shí)現(xiàn)制備,,并進(jìn)一步證實(shí)其物理性能如硬度等,以及吸收能量的能力比單一的材料體系都有一定程度的提高,反應(yīng)燒結(jié)SiC基復(fù)合陶瓷的防護(hù)系數(shù)可達(dá)到3級或4級,,制得的SiC-Si3N4-Al2O3和反應(yīng)燒結(jié)SiC也具有很好的抗多發(fā)打擊性,。
透明陶瓷
現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對裝甲系統(tǒng)的要求越來越高,不僅要求能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的防護(hù),,還要求不能妨礙士兵們的行動能力,,而化“被動”為“主動”,發(fā)展能預(yù)先識別目標(biāo),,并利用誘餌觸發(fā)和物理摧毀方式破壞來襲武器的“主動裝甲”,,成為作戰(zhàn)中的一大優(yōu)勢。以氮氧化鋁(AlON)和鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)為代表的透明陶瓷已應(yīng)用于裝甲防護(hù)領(lǐng)域,,既能保護(hù)人體又能隨時觀察敵情,。
氮氧化鋁透明陶瓷,來源:上海硅酸鹽研究所
總結(jié)
近代以來,,伴隨著熱武器的更新迭代,,其對有生力量的殺傷力也逐漸增強(qiáng),,面對威脅力日益提高的“矛”,,必須鑄就堅(jiān)不可摧的“盾”以提高軍事防護(hù)性能和安全等級。陶瓷材料憑借高比剛度,、高比強(qiáng)度和在許多環(huán)境下的化學(xué)惰性以及相對于金屬的低密度,、高硬度和高抗壓強(qiáng)度,使其成為了十分具有吸引力的防彈材料,。所以,,回到我們開頭那個話題,小編認(rèn)為如果安倍穿了陶瓷防彈服的話,,大概率是不會喪命的,。
參考來源:
[1]吳燕平等.防彈裝甲中的陶瓷材料
[2]羅娟等.防彈陶瓷的燒結(jié)工藝及發(fā)展現(xiàn)狀
[3]程剛.你所不知道的防彈衣
[4]陳娟等.現(xiàn)代防彈材料發(fā)展概觀
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川)
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