装甲防弹材料
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高抗击打、高防护性复合材料高抗击打性复合材料用于生产防弹衣等个人防具(保护不受冷兵器、枪械、地雷、炸弹等伤害)与各种的防护设备(汽车、装甲、飞行器等)。
高抗击打、高防护性材料属于以陶瓷装甲、高强度织物、有机塑料、密织金属为基础制造的复杂的复合材料。
Ш级与IY 级防弹衣陶瓷板陶瓷板使用高强度、高抗击打材料制造,能够提供较高水平的防护,并能够在任何距离上抵挡穿甲能力较强的由单兵枪械发射的子弹。
陶瓷板一般被用来生产最高防护等级的防弹衣。
陶瓷板的技术参数陶瓷板测试条件品牌 防护等级 NIJ 规格,英寸(毫米) 重量 公斤防护面积,平方分米 BC-1 Ш 10”x12” (250x300) 2,60 7,5 BC-1-1 Ш 10”x14” (250x350) 3,05 8,75 BC-2 IY 10”x12” (250x300) 3,35 7,5 弹头速度BC-2-1 IY 10”x14” (250x350) 3,90 8,75子弹种类. 枪支防护等级 NIJ枪管长度弹头重量f/с 毫米 克м/с7,62х39 БЗ穿甲弹头АКМ, СКС IY 560 7,9 2428 740 7,62х53 Б-32穿甲弹头SVD, ПКТ, ПК IY 740 10,5 2789 850 7,62х54 AP 穿甲弹头 30-06 (Springfield rifle)IY 560 10,8 2850 868陶瓷板制造工艺被用来建造掩体、避难所,生产军用与专用车辆、飞行器,等等。
所有陶瓷板已通过符合美标 NIJ 0101.04 的测试。
在陶瓷板与防护性织物的基础上制造个人防护用品 – 防弹衣与防刀衣。
个人防护用品的技术参数产品名称防护等级 防护面积,平方分米 重量,公斤防弹衣«Репортер» 1А 35 2,3 5/1А 15/33 7,8 防弹衣«Инкассатор-К» 2/1А 18/35 6,3 防弹衣«Репортер-Т» 5/1А 15/55 9,5 防弹衣«Бронекерам-1» 防刀 Руки до локтей 0,35加长防护手套 防刀 60 1,2 长袖防护上衣 防刀24 0,3头盔 – 面罩在高抗击打性、高强度复合材料的基础上制造个人防护用品。
浅谈装甲材料的种类与发展装甲防护问题,自从坦克的诞生之日起,就是技术人员研究的永恒话题。
坦克的装甲,是为了在作战时尽可能大的为车辆提供装甲保护,以保障其战场生存能力和战斗人员生命安全。
过去,所有的战车都采用装甲钢板时,装甲材料对于专业人员来说可能不是太大的问题。
但是近几十年来,随着有色金属材料和其他复合材料的应用。
装甲材料的种类和功能有了极大的延伸。
以下是我查阅资料后作出的一点自己的归纳和总结。
从金属材料的角度讲,坦克装甲材料主要分为以下几种:一、铝装甲。
由于铝的硬度和强度要小。
所以此种装甲主要用于轻型装甲车辆。
轻型战车用装甲一般用来防御小口径弹片和弹丸。
铝制装甲的材料一般为铝镁锰合金,其对比与同体积的轧制均质装甲钢来说,最大的优点在于密度小,重量轻。
高标号的7XXX系航空铝合金抗弹能达到RHA (匀轧制装甲钢)的50%,低标号的5XXX系铝合金也能达到RHA的40%左右,比重却只有钢的1/3多一点。
现代新型的步战基本都是铝合金或者至少部分铝合金的,比如M2/3、武士、BMP-3都是如此,相比于老式的钢装甲步兵战车,如BMP-1/2之类,防御强了不少。
但是,需要指出的是:铝合金作装甲也有缺点,一是高标号的航空铝合金造价不斐,也很难加工成大厚度,限制了高标号铝合金的应用,导致大厚度装甲用的基本是5XXX系低标号铝合金;二是铝合金易燃,容易被贫铀弹或者穿燃弹(AP-T)这样的东西引燃。
至于铝合金为什么不在坦克复合装甲面板上应用,是因为坦克面板基本都是HHA(硬化装甲),抗弹性能比起RHA 大约要强化20-30%左右,以M1的HY120为例,抗弹约是4340 RHA的120%左右,这样即便是高标号的7XXX系抗弹也只相当于其的41%左右,重量优势已经不明显了,而且坦克装甲面板很厚,要达到同样抗弹,那么起码要接近300mm的7XXX系铝合金面板,相当难加工而且昂贵;如果用5083之类的低标号型号,那么就要更厚的装甲,那么连铝合金最大的防御/重量优势都没有了。
防弹衣是由什么材料制成的
防弹衣是一种可以抵挡或减轻子弹、弹片和尖锐物体侵入的特种防护衣物。
它是由多种材料组成,其中包括纤维材料、金属材料和陶瓷材料等。
首先,纤维材料是防弹衣的主要组成部分。
常见的纤维材料包括高强度聚乙烯纤维(HMPE)和防弹麻纤维(Kevlar)。
这
些纤维材料具有很高的强度和耐磨性,能够有效吸收子弹的能量,减轻被击中时对人体的伤害。
此外,纤维材料还具有柔软轻便、透气透湿和舒适性好的特点,使得防弹衣能够更好地适应士兵的活动需求。
其次,防弹衣还包括金属材料。
金属材料(如钢板)通常被用于增强防护,以提高防弹衣的防护等级。
金属材料具有很高的硬度和强度,可以有效地抵抗高速子弹的穿透,提供更强的防护能力。
但金属材料的缺点是重量较重,会增加穿着防弹衣时的负担。
最后,陶瓷材料也被广泛用于防弹衣的制作。
陶瓷材料具有很高的硬度和抗压强度,能够有效地抵抗高速子弹的穿透。
同时,陶瓷材料还具有轻便、耐磨、抗冲击和耐热等特点。
陶瓷材料通常以方砖或瓦状的形式嵌入到防弹衣的纤维材料中,形成一个复合结构,提高了防弹衣的防护能力。
除了以上主要材料外,防弹衣通常还包括其他辅助材料,如背夹、软垫等。
背夹是在防弹衣内部的另一层纤维材料,用于保护穿戴者的皮肤,减少防弹衣对穿戴者的摩擦和不适感。
软垫
则是用于增加穿着舒适性,减轻防弹衣对身体的压迫感。
总结起来,防弹衣是由多种材料组成的,包括纤维材料、金属材料和陶瓷材料等。
这些材料的优势互补,能够提供更高的安全防护性能,并同时兼顾舒适性和穿戴负担,以满足不同使用者的需要。
防弹钢板技术参数全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:防弹钢板是一种用于提供防弹性能的特殊钢板,通常用于制作防弹衣、装甲车辆和建筑物等。
其主要功能是在遭到枪击或炸弹爆炸时能有效抵挡破片和子弹,保护人员和设备的安全。
防弹钢板的技术参数对其防护能力起着至关重要的作用,下面我们来详细介绍一下防弹钢板的技术参数。
1.材料:防弹钢板通常由高强度合金钢制成,例如硼合金钢、镍合金钢等。
这些合金钢具有较高的硬度和强度,能够有效吸收和分散弹道能量,提供良好的防弹性能。
2.厚度:防弹钢板的厚度是影响其防护能力的关键因素。
一般来说,防弹钢板的厚度越大,其抵抗弹道能量的能力就越强。
常见的防弹钢板厚度为3mm至10mm不等,不同厚度的防弹钢板适用于不同领域的防护需求。
3.硬度:防弹钢板的硬度是指其抵抗外部冲击的能力。
通常采用洛氏硬度测试方法来测试防弹钢板的硬度,硬度数值越高,钢板的抵抗能力就越强。
硬度与厚度有一定关联,通常情况下,硬度越高的防弹钢板其厚度也会相应增加。
4.防弹等级:根据其防护性能的不同,防弹钢板通常分为不同的防弹等级。
常见的防弹等级包括NIJ级别(National Institute of Justice)和GOST级别(国际汽车公路交通组织)。
不同国家和地区可能有不同的防弹等级标准,购买防弹钢板时需要根据具体需求选择合适的防弹等级。
5.重量:防弹钢板的重量也是一个重要的技术参数。
由于其特殊的材料和结构性能,防弹钢板通常比普通钢板更加密集和坚固,因此重量也会相对较重。
在选择防弹钢板时需要考虑其重量对使用者的便携性和舒适性的影响。
6.耐磨性:防弹钢板的耐磨性能也是一个重要的技术参数。
在长期使用过程中,防弹钢板会受到各种外部冲击和磨损,需要具有良好的耐磨性能才能保持其防护性能。
通常采用摩擦损伤测试来评估防弹钢板的耐磨性。
防弹钢板的技术参数包括材料、厚度、硬度、防弹等级、重量和耐磨性等多个方面,这些参数综合影响着防弹钢板的防护性能和使用效果。
随着时代的发展,防弹材料也不断与时俱进。
传统的防弹材料多为金属板和陶瓷板等单一材料,从19世纪开始,伴随着枪、炮更多的使用,防护材料则经历了从天然植物纤维到金属材料的发展。
防弹钢就是其中一种防御材料,不同的防弹钢材有不同的价格。
但影响价格的因素都大同小异,这里为大家简单介绍一下。
1、防弹钢的性能
防弹钢材属于金属板防弹,具有强度高、韧性好的特点,主要应用于防爆车和装甲战车等特种车辆。
防弹钢板综合性能好、成本低,在很多行业和设备中都可以广泛应用。
用于防轻型机枪的防弹钢板有两大类:一类为热车匕板材,以SSAB公司的Dornex Protect(Defend)250和300为代表。
另一类为热处理钢板,是通过对热轧板进行淬火、回火热处理来提高强度阻满足其防弹要求。
在购买时,要先确定购买的防弹钢的性能如何,是否达到自己所预期的效果。
2、防弹钢型号
由于涉及到安防基建,焊接要求高的部件一定要严格按照客户要求进行采购,按照客户提供的图纸要求,选对防弹钢的型号。
3、使用环境
不同的防弹钢对应的使用环境也不同。
如果在使用环境非常恶劣的(沿海的、潮湿的)情况下,要先进行抽样检测钢板。
钢板是在室内还是在室外使用,也需要先明确好,这样才能挑选到最合适的钢板。
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防弹材料有哪些防弹材料是一种能够抵御子弹、弹片和其他射击物体的材料。
在军事、警察、安全和防护领域,防弹材料发挥着重要的作用。
现如今,随着科技的不断发展,各种先进的防弹材料也应运而生。
那么,防弹材料有哪些呢?接下来,我们将一一介绍。
首先,金属材料是常见的防弹材料之一。
金属材料通常具有较高的硬度和强度,能够有效地抵御子弹的侵蚀和穿透。
常见的金属防弹材料包括钢板、铝合金和钛合金等。
这些金属材料通常被用于制作防弹车辆、防弹墙壁和防弹装甲等。
其次,陶瓷材料也是常见的防弹材料之一。
陶瓷材料具有高硬度、耐磨损和耐高温的特点,能够有效地抵御子弹的侵蚀和穿透。
常见的陶瓷防弹材料包括氧化铝陶瓷和硼化硅陶瓷等。
这些陶瓷材料通常被用于制作防弹板、防弹头盔和防弹盾牌等。
此外,聚合物复合材料也是常见的防弹材料之一。
聚合物复合材料具有重量轻、抗冲击和柔韧性好的特点,能够有效地吸收和分散子弹的能量。
常见的聚合物复合防弹材料包括超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维等。
这些聚合物复合材料通常被用于制作防弹衣、防刺手套和防刺背心等。
最后,纳米材料也是近年来备受关注的新型防弹材料。
纳米材料具有超强的抗冲击性能和自修复能力,能够有效地提高防弹材料的防护性能。
常见的纳米防弹材料包括碳纳米管和石墨烯等。
这些纳米材料通常被用于制作高性能防弹装甲和防弹玻璃等。
综上所述,防弹材料种类繁多,包括金属材料、陶瓷材料、聚合物复合材料和纳米材料等。
随着科技的不断进步,我们相信会有更多更先进的防弹材料出现,为人们的生命安全提供更加可靠的保障。
希望本文所介绍的防弹材料能够为您提供一定的参考和帮助。
防弹衣的原理
防弹衣(bulletproof vest)是一种能够抵御子弹侵袭的专门设
计的防护装备。
防弹衣的原理是通过减缓子弹的速度和吸收其能量,从而保护穿戴者免受严重伤害。
防弹衣通常由多层特殊材料构成,其中最常用的是用于制作防弹衣的材料是聚乙烯纤维(polyethylene fibers)或Kevlar(化
学纤维)。
材料的选择是基于其能够抵抗高速子弹穿透的能力。
防弹衣的多层设计能够分散子弹的能量,使其不会在穿透时集中在一个点上。
当子弹击中防弹衣时,材料中的纤维会迅速拉伸,通过这种方式吸收了子弹的动能。
由于纤维材料具有高强度和韧性,它能够有效地承受来自子弹的力量并保护穿戴者。
此外,防弹衣还可以通过增加附加装甲板来提供更高的防护级别。
这些装甲板通常由金属、陶瓷或玻璃纤维等材料制成,能够有效地防止高速子弹穿透。
总的来说,防弹衣的原理是通过多层特殊材料的设计,以及附加装甲板的使用,减缓子弹的速度并吸收其能量,从而保护穿戴者免受严重伤害。
这种设计能够在敌对环境中提供额外的安全保护,使穿戴者能够更好地执行任务。
超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能及应用前景超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene,简称UHMWPE)纤维是一种具有出色防弹性能的新型材料。
它具有轻质、高强度、高模量、耐腐蚀等优良性能,被广泛应用于防弹领域。
本文将就超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能及应用前景进行探讨。
一、超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能超高分子量聚乙烯纤维的防弹性能卓越,首先是因为其具有很高的分子量和晶体度。
UHMWPE纤维的分子量一般在200万到6000万之间,分子结构形态规整,分子链长度较长,使得其具有很高的拉伸强度和模量。
其次,UHMWPE纤维具有较高的晶体度,晶胞中有许多相互平行的多个高分子链排列,从而形成了规整的结晶区域。
这些规整的结晶区域对防弹能力的提升起到了关键的作用。
UHMWPE纤维的防弹性能还与其纤维的微观结构有关。
纤维的微观结构决定了其在承受外部冲击时的应变和形变方式。
研究表明,UHMWPE纤维具有良好的能量吸收和分散冲击力的能力。
当弹道击中UHMWPE纤维时,其纤维会逐渐变形并形成大量的链节滑移,从而将冲击力传递给整个纤维。
这种形变和滑移使得纤维能够吸收很多的能量,有效地提高了防弹能力。
二、超高分子量聚乙烯纤维的应用前景基于其优越的防弹性能,超高分子量聚乙烯纤维在军事、警用、航空航天等领域具有广阔的应用前景。
1. 防弹装备领域:超高分子量聚乙烯纤维可用于制造防弹衣、防刺服、防弹头盔等个人防护装备。
相比传统材料,UHMWPE纤维制成的防弹装备质量轻、柔软度高,同时具备较高的防护等级,提供了更好的防护性能。
2. 军用车辆装甲:超高分子量聚乙烯纤维可以与其他材料复合,制成军用车辆装甲板。
这种装甲板具有轻质化和高防护性能,有效提高了军用车辆的安全性。
3. 航空航天领域:由于超高分子量聚乙烯纤维具有轻质、高强度的特点,因此可以应用于航空航天领域的制造。
例如,可以用UHMWPE 纤维制造飞行员防弹衣,在保证飞行员安全的同时,减轻了其负重。
装备必须——复合防弹材料
摘要:以玻璃纤维复合材料、芳纶为代表的新一代轻质防弹材料,与传统的航空防弹钢板、
双硬度防弹钢板及陶瓷-轻合金防弹装甲材料相比,具有抗弹性能好、工艺方便和有明显减重的效果,也成为现代武装直升机和攻击机中使用的主要装甲材料。
一、前言:
金属材料是现代装甲最重要的材料。
从普通钢装甲发展到高硬度钢装甲、双硬度钢复合装甲、乃至钛合金装甲,防护能力不断提高。
金属材料装甲对于坦克、装甲车、军舰等的防护起了重要作用。
但是对于人体近身防护和军机的防护,金属材料装甲却不适宜,因为太重,会影响战术性能的发挥。
于是在本世纪五十年代出现了轻质复合材料防弹装甲,如纤维复合材料装甲和陶瓷复合材料装甲相继问世,并得到不断发展。
二、防弹装甲结构:
典型的陶瓷复合材料防弹装甲一般是以陶瓷材料作面板,纤维复合材料(典型的为碳纤维与芳纶、超高分子量聚乙烯等有机纤维的复合)为背板,中间用胶粘剂粘接复合,在陶瓷面板上铺有一层高强布作为止裂层。
陶瓷复合材料装甲是迄今为止最有效的轻质防弹装甲体系,与传统金属装甲相比,具有重量轻、防护水平高、工艺简单、可设计性好等优点。
在国外,陶瓷复合材料装甲已成为轻质航空装甲的主流,受到各国研究者的普遍重视。
三、防弹原理:
(1) 破碎弹头。
这是重要的防弹机制之一。
不仅弹头破碎时耗散很多的能量,而且弹头碎块可将高度集中的能量予以分散,等效于加大着靶面积,可大大提高抗弹性能。
为了破碎弹头,装甲表面往往贴有坚硬的陶瓷面板。
(2) 靶板破坏与变形吸能。
弹丸作用于靶板,首先面板陶瓷破坏并形成倒锥作用于背板,背板将通过变形、分层和纤维断裂等吸收剩余的能量。
这里面板与背板的能量分配要合理。
面板不仅要能够破碎弹头,而且应能形成倒锥,利于背板作用的有效发挥;背板要能支撑面板,尽可能延长面板的破坏时间,充分发挥面板作用,同时应具有协同的大变形能力,这需要合理设计。
(3) 磨蚀作用。
破碎弹头进入破碎的陶瓷块中产生摩擦,弹头碎块与陶瓷碎块产生摩擦,陶瓷碎块之间由于弹头碎块的挤入,也会产生摩擦,最终结果是动能转变为热能。
(4) 改变弹头入射角。
采用精心设计的特殊表面面板,将可以做到,无论子弹从何方射来,都能避免垂直人射,即可改变弹头入射方向,从而使动量(动能)分解,以降低对靶板的作用,等效于靶板抗弹能力的提高。
四、复合防禅材料技术的发展
此点分为防弹陶瓷材料的发展和复合材料背板用纤维的发展两个方面
(一)防弹陶瓷材料的发展
对陶瓷面板材料来说,要求具有高的硬度和相应的高耐磨性、高的压缩强度及重量轻。
上世纪五十年代末六十年代初,美国军方制成世界上首块陶瓷复合装甲,它是由约8.5mm 厚的氧化铝(Al2O3)陶瓷粘结在玻璃纤维增强树脂的背板上而制成的复合装甲。
在六十年代初,美国诺顿公司参与陶瓷复合材料装甲的研究,研制的热压碳化硼(B4C)陶瓷密度低,可以使装甲体系比氧化铝轻30\\\\%。
1965年起B4C开始逐步取代Al2O3。
1967年又研制防
弹型碳化硅(SiC)陶瓷,SiC比Al2O3减重10\\\\%,而成本又低于B4C。
但由于种种原因,SiC陶瓷后来发展缓慢。
后来还研究了二硼化钛(TiB2)与氮化硅(Si3N4)陶瓷。
目前适用于装甲的陶瓷及其性能如表I所示。
从表中可以看出B4C,SiC,TiB2的弹道质量因素(M)较高,是较优良的防弹陶瓷。
TiB2陶瓷硬度高,抗弹击性好,但因密度太大,不适于用作航空轻型防弹装甲。
B4C陶瓷密度小,硬度高,抗弹击也好,造价偏高;Al2O3陶瓷密度较小,但防弹能力仍比金属材料高,且价格低,仍有相当大的市场。
(2)复合材料背板用纤维的发展
在陶瓷面板不断取得突破的同时,复合材料背板的研究工作也在不断地深入进行,复合材料背板既要求高强度和一定的刚度,又要求有较大的变形能力。
因此,良好背板材料与纤维、树脂类型和复合工艺有直接关系。
早期的陶瓷复合材料装甲体系是采用玻璃纤维增强树脂作为背板,近年来开发出不同种类的新型高性能纤维用于装甲领域,其中主要有S-glass纤维、Kevlar与Twaron纤维和Dyneema与Spectra等的超高分子量聚乙烯(UHMWPE )纤维。
这些纤维有很好的吸能作用,尤其是UHMWPE纤维,它与芳纶相比,其密度仅为芳纶的65\\\\%,防弹性能却比芳纶高25\\\\%。
近年又开发出防弹性能更好的PBO纤维,复合材料作为背板时,不仅要考虑其自身的吸能作用,而且要考虑到面板和背板的协同关系。
背板对面板要起到有效的支撑作用。
对背板的含胶量、成型压力以及树脂基体与纤维的界面应严格要求,要有利于充分发挥纤维的防弹性能。
(五)轻质复合防弹材料在军机上的应用
现代战争中,空中力量决定胜负的因素起着越来越重要的作用。
从最近几次局部战争和地区冲突中可以看出,空军除了需首先夺取战场制空权外,还担负着大量的对地攻击任务,攻击机和武装直升机成为各军兵种协同作战中不可缺少的主要成员。
但是随着地面部队防空力量的不断增强,执行对地攻击的军机面临着越来越严重的地面火力威胁。
因此国外先进武装直升机,包括一些战斗轰炸机和攻击机都强调要进行战场高生存力设计,并普遍使用装甲技术,以提高机体抗弹能力和成员的防护水平。
美军十分重视军机的防弹能力,早在第二次世界大战期间,美军相关实验中心每年都有数十篇航空装甲的AD报告发表。
美军明确提出在军机上使用装甲防护是提高飞机战场生存力的有效手段,并自六十年代以来系统地开展了航空装甲技术的研究。
例如在七十年代初,美军Air Force Armament实验室(AFAL)与Air Force Flight Dynamics实验室(AFFDL)用一架完整的F-89J战斗机进行系统的驾驶舱防护能力实验。
特别是七十年代以后,新一代陶瓷/复合材料轻质装甲得到迅速发展。
以Al2O3/玻璃纤维复合材料、B4C/芳纶为代表的新一代轻质防弹材料,与传统的航空防弹钢板、双硬度防弹钢板及陶瓷-轻合金防弹装甲材料相比,具有抗弹性能好、工艺方便和有明显减重的效果,也成为现代武装直升机和攻击机中使用的主要装甲材料,例如OH-6A、AH-64(阿帕奇)、AH-56A、UH-60A(黑鹰武装型)、AH-1J(贝尔209)、AH-IW(超眼镜蛇)、AH-1S(现代化型贝尔209)、Lya x-3〔“山猫”武装型)、RAH-66卡曼奇〔美军新型攻击直升机)武装直升机和C-130运输机等都采用了这类装甲材料,使这些军机具有较强的抗弹生存力。
近几年美国等又开发出B4C与超高分子量聚乙烯纤维复合材料装甲,并开始装备军机。
我国对于军机用轻型复合材料防弹装甲在此之前尚未进行过系统研究。
目前军机上所用的防弹装甲仍处于五十年代水平,不仅防弹效果差,而且严重影响了飞机应有的飞行性能和战术性能。
由此可见我国军机防弹装甲急需更新换代。
近些年来在陆航装备部和航空工业部门的支持与关心下,在有关专家的指导下,我们在承担的预研项目中,针对轻质防弹复合材料技术进行了大量的实验研究工作,取得了较大进展,为我国新型武装直升机采用轻质防弹复合材料装甲,奠定了良好的基础。
相信,随着各方面的重视以及各层次的投入,随着科学技术水平的发展,在不远的未来,我军在防弹材料方面,特别是有关于我陆航直升机装甲防护方面的发展将会更加辉煌。