坦克装甲车辆防护材料的研究现状及发展趋势

俄罗斯霞石主动防御系统（局部）方来袭弹药的一种自卫系统。

根据机理不同，分为压制型（软杀伤）和拦截型（硬杀伤）两大类。

压制型防御系统的历史较为悠久，坦克装甲车辆上的烟雾弹发射器、热烟雾释放装置等，理论上都属于这一类，通过隐真示假对坦克装甲车辆进行防护。

现代化的压制型主动防御系统，包括激光、红外告警等装置，能自动感应来袭威胁，并通过干扰弹、干扰器等对敌方制导弹药或瞄准装置进行干扰，使其丢失或无法锁定目标。

俄罗斯安装在一些坦克上的窗帘光电干扰系统就属于这一类。

此外，还有一些坦克装甲车辆搭载着激光防御系统，可摧毁反坦克武器的光电观瞄设备、导引头或直接致盲射手。

拦截型防御系统由雷达系统、主动拦截弹药等组成，其中雷达系统负责发现敌方来袭弹药，在计算机控制下，该系统会自动向相应方向发射拦截弹，将来袭弹药摧毁或让其偏离目标。

苏联从1977年开始研制鸫主动防御系统。

该系统的突出标志是坦克炮塔周围装有2组四联装拦截弹发射器，每组上方装有一部毫米波雷达天线，与炮塔后部的火控计算机相连。

当雷达探测到来袭弹药后，系统发射拦截弹在距离车辆德国AMAP-ADS主动防御系统（局部）弹用易燃材料制成，在爆炸时完全燃尽，不会产生爆炸破片，以减小附带损伤。

其他国家的一些防务公司近年来也投入大笔资金研发主动防御系统，比如德国迪尔防务公司研发的阿维斯模块化主动防御系统、莱茵金属公司研制的AMAP-ADS 主动防御系统。

这两型系统已投入使用，安装在豹2主战坦克、黄鼠狼2步兵战车等车辆上。

此外，美国的C IC M和铁幕系统、法国的鲨鱼系统、韩国的K APS系统、土耳其的AKKOR系统、乌克兰的屏障系统、波兰的大黄蜂系统等，都是近年来各国研制统在提供防护方面力有不逮，一些后期研发的主动防御系统在应对新型反坦克弹药时防御效果也不理想。

正所谓“一寸长一寸强，一寸短一寸险”，为适应战场形势变化，已有国家针对相关短板，开始加大投入，研发新一代主动防御系统。

新型车辆碰撞防护材料研究与应用在现代社会，交通事故频发，车辆碰撞防护成为了重要的研究领域。

为了提高车辆乘坐者的安全性能，科学家们投入大量精力研究和应用新型车辆碰撞防护材料。

本文将探讨新型车辆碰撞防护材料的研究与应用，包括材料的特点、发展趋势和主要应用领域。

首先，新型车辆碰撞防护材料具备一系列重要特点。

首要的特点是高吸能性能。

在碰撞过程中，车辆乘坐者会受到冲击力的影响，高吸能的材料能够吸收冲击能量，减缓乘坐者所承受的压力。

其次，新型材料具备较低的密度，可以减轻车辆整体重量。

低密度的材料比传统材料更轻巧，有助于提高车辆的燃油经济性和减少污染排放。

此外，新型材料要具备良好的可加工性和成本效益，以便大规模应用于车辆制造业。

随着科技的进步，新型车辆碰撞防护材料的研究和应用得到了极大的发展。

一种重要的新型材料是高强度钢(TWIP和TRIP钢)。

高强度钢具有优异的可塑性和耐用性，能够有效吸收碰撞能量，减少车辆乘坐者的受伤风险。

此外，碳纤维增强复合材料也被广泛应用于车辆制造中。

碳纤维材料具有轻质高强度、刚性好等优点，能够提供卓越的碰撞保护性能。

同时，镁合金和铝合金也被用作车辆碰撞防护材料。

与传统的钢材相比，镁合金和铝合金具有较低的密度和较高的强度，可以减轻车辆整体重量，并提供可靠的碰撞保护。

新型车辆碰撞防护材料的研究和应用还面临着一些挑战。

首先，这些材料的制造过程相对复杂，需要高端技术和设备的支持。

制造过程中的工艺控制和质量保证也是一个关键问题。

其次，新型材料在制造成本方面可能会比传统材料更高，这限制了其大规模应用。

另外，新材料与传统材料相比，相对较新，还需要进一步的研究和验证，以确保其性能的可靠性和稳定性。

尽管面临一些挑战，新型车辆碰撞防护材料仍在不断发展并得到广泛应用。

目前，新型材料已经应用于汽车和公共交通工具的制造中。

这些材料可以保护乘坐者在碰撞中的安全，并减少受伤风险。

此外，新材料还可以提高车辆的燃油经济性和减少污染排放，符合可持续发展的要求。

坦克装甲车辆综合防护系统全身披挂反应装甲块的俄军T-72坦克部队在未来信息化战争中，坦克装甲车辆仍将是网络中心战的核心。

同时，其在战场上也将面临来自陆、海、空等多方位立体攻击，包括动能弹、穿甲弹、破甲弹、反坦克子母弹、反坦克火箭筒、反坦克地雷和软杀伤武器（如电、光、波、场、核、生、化等武器）。

面对性能不断提高、种类形式多样的威胁，坦克装甲车辆单纯依靠增加装甲厚度等传统防御手段已难以抵御。

综合防护概念的出现，为今后坦克装甲车辆防护技术确定了发展方向，为其战场生存力的提高提供了发展空间。

综合防护系统是在现有基础上发展的一种整体式防护手段，通过将坦克装甲车辆的总体设计、装甲防护、主动防护、隐身、烟幕、三防等多种技术手段有机地结合在一起，做到先敌发现、先敌射击、先敌压制、先敌摧毁，形成由外到内的、有效的立体防护系统。

目前，坦克装甲车辆综合防护概念下所采用的防护技术主要是在提高总体设计的基础上，采用主动防护技术、隐身技术和装甲防护技术等。

主动防护主要分为硬杀伤、软杀伤或两者结合在一起的综合主动防护系统三种；隐身技术中目前比较受关注的要数新一代隐身技术和隐身坦克技术；装甲防护技术包括传统均质钢装甲和各类非常规装甲等。

其中，非常规装甲技术不但可以降低坦克装甲车辆的整体重量，还能提高其防护力，有一定的发展前景。

此外，目前坦克装甲车辆所采用的防护措施还有烟雾遮蔽技术、二次效应防护技术及核生化防护技术等等。

总体设计坦克装甲车辆的总体设计，也就是形体防护。

车辆外形是由车长、宽、高、履带着地长、车底距地高，以及车体和炮塔的形状等决定的。

相对而言，车辆高度越低，正面面积越小，被命中的可能性就越小。

车体易被命中部位的装甲尽量倾斜，不仅可以增加“跳弹”的可能性，而且可以增大虚拟厚度，即增大弹丸在装甲内贯穿的距离。

一般是前装甲较厚，倾斜较大，防弹能力和承受冲击的能力都较好。

以色列“梅卡瓦”主战坦克的动力装置前置，并且前装甲又有较大的倾斜角度，因而乘员正面的防护得到加强。

国外装甲钢及其标准发展现状摘要：装甲钢作为坦克装甲车辆的主干材料已获得广泛应用。

随着装甲装备的发展，高性能装甲钢的研究发展越来越受到世界各国的重视，研究人员通过高硬度、高强度、高韧性以及结构设计实现装甲钢的减重需求。

为了实现减重，低密度钢、泡沫钢以及凿孔装甲钢也快速发展起来。

为了满足新型装甲装备的发展需求，推动装甲钢的研制与应用，世界各国制定了装甲钢标准以及抗弹标准。

分析综述了瑞典、法国、德国、英国、澳大利亚和美国等国家的装甲钢的现状以及不同国家装甲钢的现行标准。

通过装甲钢及其标准的对比分析，对我国未来装甲钢研究、应用、推广及标准化工作提出了一些建议。

关键词：装甲钢；高硬度装甲钢；超高硬度装甲钢；标准；规范装甲钢经过100多年的发展，现已成为坦克装甲车辆的主干防护结构材料，广泛用于制造坦克装甲车辆车体和炮塔以及披挂装甲。

装甲钢具有高强度、高韧性和高硬度以及合理淬透性，其中普遍典型使用的中碳装甲钢有Mn-Mo、Cr-Mo或者Ni-Cr-Mo-(V)低合金钢。

对于这些结构装甲钢而言，可焊性是其作为装甲材料的重要指标，为了保证装甲钢的可焊性，合金的碳当量不能太高，一般要求碳当量小于1，通常约为0.8[1]。

除了焊接性能，装甲钢还要求具有良好的冷弯性能和切割性能。

装甲钢最重要的使用性能就是抗弹性能、抗爆轰性能和抗多发弹性能等。

随着装甲钢优化成分设计、冶炼工艺和热处理工艺的不断发展，高性能装甲钢不断涌现。

装甲钢从中低强度向高硬度、超高硬度、高强度和高韧性发展。

目前装甲钢的硬度范围为574-655BHN，抗拉强度达到2 150 MPa。

另外，新型装甲钢及其结构也在不断发展，如凿孔装甲钢、低密度装甲钢和泡沫钢装甲板。

这些装甲钢将会降低面密度，可实现坦克装甲车辆减重。

随着装甲钢的不断发展，装甲钢的标准化也随之快速发展。

从最初的均质轧制装甲钢(MIL-DTL-12560)发展到高硬度装甲钢(MIL-DTL46100)，直到超高硬度装甲钢(MIL-DTL-32332)。

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。

装甲车主动防御技术1916年9⽉15⽇，⼀种⿊黝黝的钢铁怪物出现在法国索姆河畔，以每⼩时6公⾥的速度隆隆冲进德军阵地，⽤其机枪⽕⼒象秋风扫落叶⼀样，打的德军丢盔卸甲，⼀败涂地。

⾃此，坦克登上了战争舞台，在若⼲精彩演出之后，当之⽆愧的成为了陆战之王。

树⼤招风，尽管随着军事装备技术发展，坦克的装甲防护⼒越来越强，但近年来，反装甲武器类型不断增多，性能不断提⾼，坦克及装甲车辆原有的优势正在削弱。

仅仅通过增加装甲厚度来提⾼防护能⼒的⽅法，会导致装甲车辆的重量不断增加，严重制约车辆的机动性和作战使⽤范围，很难发挥⽕⼒优势。

因此，如何在不增加⾃重的前提下提⾼防护能⼒，成为装甲车辆发展过程中亟待解决的问题。

主动防护系统为解决上述问题提供了⼀个有效的途径，为装甲车辆的未来发展打开了突破⼝。

⼀、主动防护系统的内涵装甲车辆主动防护系统是指通过探测装置获得来袭弹药的运动特征，然后通过计算机控制对抗装置使来袭弹药⽆法直接命中被防护⽬标的⼀组或⼀套装置，⼀般分为⼲扰型、拦截型和综合型，主要由探测装置、计算机处理／控制器和对抗装置三部分组成。

探测装置⽤来获取威胁的特征信息；计算机处理／控制器对探测装置获取的威胁特征信息进⾏分析，产⽣控制信号；对抗装置⽤于解除威胁。

主动防护系统分为⼲扰型、拦截型和综合型三种。

⼲扰型主动防护系统采⽤光学传感器探测威胁⽅位，通过烟雾或激光等光学⼿段⼲扰来袭弹药，达到⾃卫⽬的。

拦截型主动防护系统⼀般使⽤雷达获取来袭弹药的运动特征，然后发射弹药进⾏拦截，使其侵彻能⼒丧失或显著下降。

综合型主动防护系统⼀般采⽤雷达和光学传感器进⾏复合探测，当威胁来临时，车载计算机根据威胁的类型，控制对抗装置对其进⾏⼲扰或拦截，或同时采取这两种措施进⾏复合防护。

显然，综合型主动防护系统具有⼲扰型和拦截型两种防护系统的优点，避免了单独使⽤⼀种防护系统的局限性，防护效能最好。

⼆、外军主动防护系统发展现状⽬前，俄罗斯、美国、以⾊列、德国、英国和⽇本等多个国家都在积极研制主动防护系统。

国外装甲钢及其标准发展现状一、装甲钢材料性能装甲钢是一种具有高强度、高硬度、良好的韧性和抗冲击性能的特种钢材。

它广泛应用于军事、警察、工业安全等领域，用于制造装甲车辆、坦克、舰艇、飞机等装备的防护装甲。

近年来，随着科技的不断进步，装甲钢材料的性能也在不断提升。

二、装甲钢标准制定在国外，装甲钢的标准制定是由各国军方、国家标准机构以及行业协会共同完成的。

这些标准主要包括装甲钢的化学成分、力学性能、金相组织等方面的要求，以确保其能够满足各种应用场景的安全需求。

同时，随着技术的不断发展，装甲钢的标准也在不断更新和改进。

三、装甲钢生产工艺装甲钢的生产工艺主要包括冶炼、连铸、轧制、热处理等环节。

其中，冶炼和连铸环节是保证装甲钢化学成分和金相组织的关键环节；轧制和热处理环节则是保证装甲钢力学性能和抗冲击性能的重要环节。

同时，为了满足不同应用场景的需求，生产工艺也在不断改进和优化。

四、装甲钢应用领域装甲钢的应用领域主要包括军事、警察、工业安全等领域。

军事领域的应用包括坦克、装甲车、舰艇等装备的防护装甲；警察领域的应用包括防暴车、防弹衣等装备的防护装甲；工业安全领域的应用包括采矿、石油化工等行业的安全防护装甲。

五、装甲钢市场趋势随着全球安全形势的不断变化，装甲钢的市场需求也在不断变化。

未来，随着各国军费投入的增加、反恐行动的持续开展以及工业安全意识的提高，装甲钢的市场需求将继续保持增长态势。

同时，随着技术的不断发展，装甲钢的性能也将不断提升，从而进一步推动市场的增长。

六、装甲钢科研进展目前，国外在装甲钢的科研方面取得了许多进展。

一方面，通过不断研究和改进生产工艺，提高了装甲钢的性能和抗冲击能力；另一方面，通过探索新材料的合成方法，为开发更优质的装甲钢提供了新的途径。

此外，一些国家还在积极开展装甲钢材料与其他材料的复合研究，以实现更好的防护效果。

七、装甲钢产业政策分析各国政府对装甲钢产业都给予了高度的重视和支持。

一方面，通过制定相关的产业政策，鼓励企业进行技术创新和产品研发；另一方面，通过加大资金投入和税收优惠等措施，支持企业扩大生产和提高产品质量。

国内外装甲装备发展动态,现状和趋势国内外装甲装备发展动态，现状和趋势随着科技的不断进步和军事实力的提升，装甲装备在国内外的发展也日益迅猛。

本文将从研发动态、现状和未来趋势三个方面来探讨国内外装甲装备的发展情况。

一、研发动态国内外在装甲装备领域的研发动态受到了政府和军方的高度重视。

各国纷纷加大研发投入，推动装甲装备的创新。

在国内，中国一直将军事技术创新作为发展的重要方向。

近年来，中国加强了对装甲装备的研发，取得了一系列重要成果。

例如，“99式主战坦克”、“08式步战车”等装备的研发成功，大大提升了中国陆军的战斗力。

而在国外，美国一直是全球装甲装备研发的领头羊。

美军不断推出新一代的坦克、自行火炮等装备，保持着较强的军事优势。

二、现状在目前的战争环境下，装甲装备的作战能力显得尤为重要。

国内外的装甲装备在性能和技术上有了长足的进步。

装甲防护技术的不断提升，使得装甲装备在现代战争中的生存能力大大增强。

同时，火力打击能力的提升也是装甲装备发展的重要方向。

例如，新型的坦克炮和反坦克导弹的应用，使得装甲装备能够更好地突破敌方防线。

此外，信息化技术的应用也使得装甲装备的指挥控制更加精确和高效。

三、趋势未来的装甲装备发展将呈现出几个重要的趋势。

首先，装甲装备将更加注重多功能和综合作战能力。

战场环境的多变性要求装甲装备能够应对多种作战任务，例如反恐、山地作战等。

因此，未来的装甲装备将更具灵活性和多样性。

其次，装甲装备将更加注重信息化和网络化。

信息化技术的应用使得装甲装备能够实现更高效的指挥控制和作战协同。

此外，装甲装备的自动化和智能化也是未来发展的重要方向。

例如，自动化驾驶系统的应用将提高装甲装备的机动性和生存能力。

最后，装甲装备的能源利用和环保性也是未来发展的重要考虑因素。

随着能源资源的紧张和环境污染的加剧，装甲装备将更加注重能源的高效利用和环保性能的提升。

国内外装甲装备的发展动态、现状和趋势都显示出了一个共同的发展方向，即注重技术创新、提升作战能力和适应多样化的战争环境。

国内铝合金装甲材料发展情况及应用特点铝合金材料在现代化装甲车辆上的应用是提高车辆机动性的重要前提之一，铝合金装甲材料的应用也已经成为装甲车辆轻量化的主要发展趋势之一。

从20 世纪60 年代开始，我国研制铝合金装甲材料，7A52 是研发的第 2 代，已列入国军标 GJB 1540，并成功应用于战车部件、工程炮塔等。

7A52 铝合金铸锭经460 ℃×24 h 均匀化处理后热轧，然后再进行固溶时效处理，具有良好的强韧性配合及抗弹性能，但该合金存在应力腐蚀（SCC，Stress Corrosion Crack⁃ing）开裂敏感的缺点，不适合在腐蚀性气候条件下使用，为此我国自主开发了综合性能更好的 Al-Cu 系第 3 代铝合金装甲材料。

下表总结了我国装甲用铝合金材料的牌号及性能特点。

我国目前装甲车辆的主、次承力部件，如负重轮、炮塔座圈、变速箱、传动箱箱体等用铝合金共计 26 种牌号，包括变形铝合金 18 种牌号、铸造铝合金 8 种牌号。

变形铝合金包括硬铝和超硬铝 6 种牌号、锻造铝合金5 种牌号、防锈铝合金 6 种牌号及特殊铝合金 1 种牌号。

1、密度低、力学性能好铝的密度是钢的1/3，铝合金与装甲钢在相同面密度的条件下，厚度为钢的3倍，其弯曲刚度为装甲钢的9 倍。

因此，采用铝合金能显著提高结构的刚度。

在铝合金中加入适量的合金元素可提高材料的强度，也可通过加工硬化来提高强度，而且还可用热处理来大幅度改善材料的力学性能，所以铝合金可用来制造承受较大载荷的结构件和耐高速冲击的装甲件。

在车体结构设计中，为保障结构刚度而设置的加强筋、加强框架等均可节约省去。

装甲车每减轻1 kg，则携带需要的动力设备即可减少0.6 kg，这又可使车的战斗全重减少。

因此，铝合金在装甲车辆上的使用可引起“链锁式”的减轻质量效果，在不降低抗弹性能的情况下，铝合金装甲材料的使用可减轻质量 6%~20%，有的甚至可以达到 50%。

装甲战争中的坦克与装甲车辆装甲战争是现代战争中的重要组成部分，而坦克与装甲车辆则是装甲战争中的主力。

本文将从坦克与装甲车辆的定义、历史发展、功能特点和未来趋势等方面进行探讨。

一、坦克与装甲车辆的定义坦克，是一种具备防护力量和火力的机动战斗车辆，主要用于执行攻击、掩护和支援任务。

装甲车辆，是指装备有装甲防护措施的机动车辆，包括各种装甲车辆和装甲运兵车等。

二、坦克与装甲车辆的历史发展坦克的概念最早可以追溯到第一次世界大战期间，当时的英国首次推出“坦克”概念的陆军装备。

而装甲车辆的发展则可以追溯到更早的时期，世界各国陆续研制出不同类型的装甲车辆用于作战。

随着科技的进步和战争样式的演变，坦克与装甲车辆的功能和性能得到了极大的提升。

二战中，坦克和装甲车辆的发展达到了顶峰，成为当时战场上的绝对主角，对于战争的结果产生了决定性的影响。

冷战时期，坦克和装甲车辆继续得到改进和升级，成为大国之间军备竞赛的焦点。

三、坦克与装甲车辆的功能特点1. 打击力量：坦克与装甲车辆装备有各种火炮和远程武器系统，能够对地面、空中、水上目标进行打击，具备较强的杀伤力和射击精度。

2. 机动能力：坦克与装甲车辆采用履带和轮式两种行动形式，具备卓越的越障和通过能力，在战场上能够快速机动和突破防线。

3. 防护能力：坦克与装甲车辆采用厚重的装甲材料和装甲结构，能够有效抵御敌方火力的攻击，保障车上人员的生命安全。

4. 持续作战能力：坦克与装甲车辆携带大量弹药和燃料，具备较长的作战时间和战斗持续能力，能够在战场上长时间执行任务。

四、坦克与装甲车辆的未来趋势随着科技的迅猛发展，坦克与装甲车辆也在不断更新换代。

未来，坦克与装甲车辆将向更加智能化、精确化和多样化的方向发展。

在智能化方面，坦克与装甲车辆将应用先进的感知技术和自主决策系统，提高作战效能和反应速度。

同时，坦克与装甲车辆也将加强与其他作战平台的协同作战能力，形成更加紧密的作战网络。

在精确化方面，坦克与装甲车辆将装备更加精确的火力系统和导航系统，提高射击精度和导航定位能力。

新材料技术在军事上的用途也是十分广泛的，用于武器装备可使其升级换代，性能大大提高，目前在军事领域里新材料技术正向高功能化、复合轻量和智能化的方向发展。

陶瓷材料作为一种先进的高技术材料，它具有种高强度、高硬度、耐腐蚀、高耐磨性和重量轻的特点，它不仅应用在坦克的防护上，而且也应用在飞机、舰船、车辆、关键部位的防弹遮蔽层和单兵作战的防护上，它的应用范围越来越广泛。

实践表明，世界上许多先进坦克的防护装甲采用高性能陶瓷后，防护能力明显提高，陶瓷已经成为复合装甲不可缺少的材料之一。

但是，陶瓷材料的易脆性是阻碍它应用的主要原因。

目前，改进陶瓷脆性的研究已取得了较大进展。

主要的途径是通过复合，提高陶瓷的强度、韧性、抗弹性能降低价格，扩大应用领域，提高材料的使用可靠性。

装甲防护的发展史也可以看成是“甲”与“弹”的斗争史，这种“矛”与“盾”的发展是相互并行的。

人们在十分重视研制新的优质抗弹陶瓷的同时，也需要对陶瓷复合装甲的侵彻机理和抗弹机理进行研究；目前对于均质装甲的侵彻和损伤机理的研究在国内外已经发展成熟，而对于由陶瓷组成的复合装甲的侵彻和［１］陶瓷复合装甲材料研究和发展康永柴秀娟１、陕西金泰氯碱化工有限公司技术中心榆林７１８１００２、１ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＳｈａａｎｘｉＪｉｎｔａｉＣｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，ＬＴＤ．Ｙｕｌｉｎ７１８１００Ｃｈｉｎａ；２ＳｈａａｎｘｉＪｉｎｔａｉＣｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，ＬＴＤ．Ｙｕｌｉｎ７１８１００Ｃｈｉｎａ１２ＫＡＮＧＹｏｎｇＣＨＡＩＸｉｕ－ｊｕａｎ陕西金泰氯碱化工有限公司榆林７１８１００、、；１２THE RESEARCH &DEVELOPMENT OF CERAMICCOMPOSITE AMOUR MATERIALS【摘要】陶瓷复合装甲由于在防护领域的应用背景而引起人们的广泛关注。

本文综述了陶瓷复合装甲的研究和发展方向。

Ｆ一１３玻璃钢学会第十五届全国玻璃铝／复合材料学术年会论文集２００３年装甲车辆上用轻质装甲材料综述＋杨洪忠邱桂杰（北京玻璃钢研究设计院１０２１０１）摘要：本文综合阐述了由陶瓷、钢板及复合材料等复合而成的结构／功能一体化轻质材料在装甲车辆上的应用现状。

对不同类型纤维增强复合材料的性能、防弹材料的性能以厦复合材料的防弹机理进行了阐述。

文中还介绍了结构／功能一体化轻质装甲材料中复合材料的成型工艺。

关键词：轻质装甲材料复合材料性能防弹机理成型工艺入１日Ｕ青现代科学技术的飞速发展及其在常规攻击武器系统上的大量应用，攻击武器系统取得了长足的发展，坦克车辆的金属防护层越来越厚，其战斗全重越来越大，严重影响作战的机动性能和快速反应能力。

在坦克车辆发动机功率一定的情况下，为了提高其作战机动能力，应尽量减轻自身重量。

传统的金属材料越来越难以满足新型坦克车辆的综合战技指标要求．为了实现减轻自重、提高坦克车辆防护性能、增强战场突防能力，迫切需要应用轻质高强、具有良好抗弹性能和优良耐疲劳陆能的轻质材料替代传统的金属材料。

用于坦克装甲车辆的轻质材料不仅要重量轻，同时必须满足抗弹、隐身、减震降噪、三防、阻燃等性能要求，现代侦察技术、攻击性武器制导技术、核辐射等的发展对坦克车体防护提出了更高的要求。

传统的金属材料单独使用已不能满足各方面的需求。

纤维增强复合材料具有比强度高，比模量高、性能可设计性强、电性能好及耐疲劳性好等特点，将其与传统的防弹材料，诸如陶瓷、钢板等进行复合得到结构／功能一体化的轻质装甲材料，降低装甲车辆战斗全重达３０％以上，实现机动性和防护能力的统一，提高了车辆的生存能力。

２国内外发展现状与趋势２０世纪５０一６０年代是均质铝合金装甲结构材料的时代。

从７０年代开始，国外广泛采用氮化硅、碳化硼等高温结构陶瓷与高性能金属、有机复合材料（Ｋｅｖｌａｒ纤维复合材料）研制成多层结构复合材料，用于坦克及轻型装甲车辆中。

如美国“艾布拉姆斯”（Ｍ１Ａ１、Ｍ１Ａ２）、法国“勒克来尔”、德国“豹２”等都装备了陶瓷复合材料的主甲板，不过这些都只是轻质装甲材料单一性能的体现，并没有作为结构件使用。

车辆防护技术专题爆炸反应装甲发展现状与趋势作者：来源：《现代兵器》2016年第09期防护力是装甲车辆的重要战斗力要素，提高装甲车辆战场生存能力也是各国陆军普遍关注的焦点问题。

在现代战争条件下，装甲车辆面临的威胁更加突出，生存环境更加恶劣。

目前，各国已形成了采用综合防护理念的共识，逐步形成以隐身防护、被动防护、主动防护、二次效应防护为主的防护体系，许多技术已应用于装备建设乃至实战，取得良好效果。

本专题根据国外最新防护技术发展方向，对爆炸反应装甲技术、主动防护技术和被动装甲技术的发展特点和趋势做简要分析。

世界军事强国争相研究复合装甲、反应装甲、电磁装甲等，使坦克装甲抗毁伤能力大为增强。

尤其是爆炸式反应装甲，它依靠钝感炸药引爆产生的爆轰波驱动钢板从侧向干扰射流侵彻，主要用于防护依靠射流侵彻装甲的破甲类型反坦克弹药。

随着防破甲、防穿甲、防串联战斗部以及反应装甲的安全性能等一系列技术难关的突破，反应装甲的性能不断提高，已经成为现代装甲车辆防护系统的重要组成部分。

以、俄、英、美、法、德等国均对爆炸反应装甲进行了深入研究，并已装备部队或经过实战检验。

如美军M1A1/M1A2主战坦克安装了ARAT-2爆炸反应装甲;英国采用Romer系列反应装甲;俄罗斯的多种主战坦克配置了“接触”（Kontakt）和“化石”（Relikt）系列爆炸反应装甲模块;以色列国防军M60坦克上安装了“夹克衫”（Blazer）爆炸反应装甲，在黎以冲突中被证实对防御化学能弹（RPG-7）颇有成效。

以色列率先推出爆炸反应装甲并用于实战 1973年第四次中东战争中，基于聚能效应、采用聚能装药战斗部的反坦克导弹和反坦克火箭弹被埃军应用于西奈沙漠反坦克作战，击毁了以军装甲旅的大量坦克。

这一战例几乎动摇了坦克在现代陆军中的“主战”地位。

1982年，以色列在入侵黎巴嫩的战争中，首次将一种被称为“夹克衫”的反应装甲应用于主战坦克，有效地降低了聚能装药战斗部对装甲车辆的威胁。

装甲车未来发展趋势与挑战装甲车作为现代战争中不可或缺的装备之一，一直在不断演进和发展。

随着科技的飞速进步以及战争形态的变化，装甲车面临着新的机遇和挑战。

从发展趋势来看，首先是智能化程度的不断提高。

未来的装甲车将配备更加先进的传感器、计算机系统和通信设备，使其具备更强的态势感知能力。

这些智能化系统能够实时收集和分析战场信息，为车组人员提供准确的决策支持，从而提高作战效率和生存能力。

其次，隐身性能将成为重要的发展方向。

通过采用新型材料、优化外形设计以及降低热信号等手段，装甲车可以有效减少被敌方探测和攻击的概率。

隐身性能的提升有助于装甲车在复杂的战场环境中更好地执行任务，提高作战的突然性和成功率。

再者，火力系统的升级也是必然趋势。

未来的装甲车可能会装备更强大、更精确的武器，如高能激光武器、电磁炮等。

这些新型武器具有更高的射速、更远的射程和更强的杀伤力，能够有效应对各种威胁。

此外，防护能力的持续增强也是关键。

新型的复合装甲、主动防护系统以及爆炸反应装甲等技术将不断应用于装甲车，提高其抵御各类武器攻击的能力。

同时，对生化防护和核防护的要求也会进一步提高，以适应多样化的战场威胁。

然而，装甲车的发展也面临着诸多挑战。

技术难题是一个重要方面。

虽然新的技术和理念为装甲车的发展带来了机遇，但将这些技术实际应用并实现可靠运行并非易事。

例如，智能化系统的稳定性和可靠性、新型武器的能源供应和散热问题、隐身材料的耐久性等，都需要不断地进行研究和突破。

成本控制也是一大挑战。

先进的技术和高性能的装备往往意味着高昂的成本。

在有限的军费预算下，如何平衡装甲车的性能提升和成本控制，是各国军队都需要面对的问题。

过高的成本可能会限制装甲车的装备数量，从而影响部队的整体作战能力。

另外，维护保障的复杂性也日益凸显。

随着装甲车技术的日益复杂，其维护和保障工作也变得更加困难。

需要培养大量具备专业知识和技能的维修人员，同时建立高效的后勤保障体系，以确保装甲车在战场上的持续作战能力。

Voe. 3"%No. i 2020! 3" "%! 4 $2020 # 8 %Ti钛工业ifi 展-F TANIUMl&'5 [! "l%m ! ?n1!%\! o p ! q a)!v K)@AZ [jNZ " \]%[j %315103#摘 要：综述了国内外装甲钛合金的研究现状"主要论述了抗弹性能及抗毁伤机理、附加装甲结构单元技术％应用 基础研究等&介绍了抗弹性能考核评价及板材验收规范"主要 抗弹性能考核评价方法、抗弹性能 体系建立、板材验定情况等。

通过对装甲钛合金 和发展 的分析，加深人们对装甲钛合金材料和技术的理解，推动装甲钛合金材料的工程化应用。

在进一步论述装甲钛合金 的基础上，提出了未来装甲钛合金研究发展 $:;<： 装甲钛合金& 抗弹性能& 抗毁 理&研究=>?@A ： TD146. 23%%%%%BCDEF ： A%%%%%BGHA ： 100949964!2020#044041408J#E)#A &*M*E#0%)(-%)&*-*2'664)$-%)&*&"+)%-*)1. ',.&,0Z<en.C<ao ， Z<u Xcuoon.， Gan.Jun ， Xcn HacOcn.， S<aoZ<cTen!N cn.6o = oanc< oYC<cna0odnanceAcademO ， Ncn.6o315103， C<cna #'>0%,-$%( T<cs papeooeSceTed poo.oe s oYoeseaoc< cn i<eYceed oYiciancum aomoosa e aoound i<eTooed iodeepen ououndeosiandcn.and docSei<eappeccaicon oYiciancumaomoos ， especca e Oi<eappeccaicon and Yuoi<eocnSesic.aicon oYiciancum aomoos.T<esccenceand eeocn.oYiciancum aomoos ， cnceuded 6a e csiccpeoYoomanceand Yaceuoemec<ancsm oYiciancum aomoos ， 6a e csiccpeoYoomanceoYmonoeci<ccand consiciuicSepaoioYiciancum a e oOcn aomooconYc.uoaicons ， Yundameniaesccenceoeseaoc< oYiciancum aomoos & 6a e csiccpeoYoomanceand aomoopeaiessiandaodc[aicon ， cnceuded mei<od on eSaeuaicon oY6a e csiccpeoYoomance ， i<ecndeqand daia6aseoY6a e csicccmpacipoopeoices ， siandaod oYiciancum peaiescn aomooappeccaicon eaOdoTn & Lcna e O ， i<eoeceniappeccaicon oYiciancum aomoosTasoepooied and Yuoi<eocnSesic.aicon Tasdcscu s ed.@#? A&,20( iciancum aomoos & 6a e csiccpeoYoomance & Yaceuoemec<ancsm & oeseaoc< cn appeccaicon坦克装甲车辆的基体装甲材料 有良好的抗弹性能、工艺性能和环境适应性能等$ 的金属基体装甲材料有装甲钢、装甲铝合金、装甲镁合金 和装甲钛合金4种，其中装甲钛合金的综合性能最 ， 能 < !抗弹性能、 工艺性能和 环境适 性能的要求*1+$坦克装甲车辆是最重要的陆基武器装备，部队中的装备量较大,装甲钛合金的工研究，特别是高性能 本装甲钛合金颇 视，是30年的研究 V $本文主要论述三方面的内容：装甲钛合金的应IJKL ： 2020 _02 _21通信作者：郑超(1986—),男，博士，副研究员、 抗弹性能考核评价 板材验 规 化、 装甲钛合金 发展 ，以期为推动我国装甲钛合金的工程化应用提供参考。

装甲防护陶瓷材料的研究与应用*张文毓(中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023)摘要近10年来,陶瓷材料在防护装甲上的应用逐渐增多,已经成为装甲防护材料的主要选择㊂材料体系从最初的氧化铝㊁碳化硅㊁碳化硼陶瓷向多元化㊁复合化发展,具有高硬度和高韧性的新型材料不断涌现,以应对更高级别的威胁㊂笔者对装甲防护陶瓷材料进行了概述,并对其研究现状㊁应用进展和发展趋势进行了综述㊂关键词装甲防护陶瓷抗弹性能应用中图分类号:T Q174.75+8文献标识码:B文章编号:1002-2872(2020)08-0016-05为适应现代高科技战争㊂作为提高舰船生存能力的一项重要的被动防护技术 装甲防护日益受到重视㊂二战前后,舰船装甲防护主要以均质金属装甲为主,但随着武器装备的发展,特别是聚能破甲反舰导弹的发展,目前已可穿透厚1000mm以上的均质钢装甲,对舰攻击时一般都能穿透舰体,并形成直径10m左右的爆炸破口㊂因此,传统的钢装甲已经不能满足现代战争的要求,必须研制出密度小㊁防护能力高的新型轻质防弹装甲㊂自20世纪70年代以来,随着材料技术的发展,由单一依靠均质钢装甲逐步向设计复合装甲结构发展方向已成为舰船装甲防护技术的主流㊂目前轻型防护装甲的设计是提高其防护能力和尽量减轻自重,以提高其机动能力㊂陶瓷材料因其密度小,且具有比装甲钢更高的硬度㊁抗压强度㊁耐热性㊁动态应力性能,而被广泛应用于轻型复合装甲的设计中㊂故轻型复合装甲为多层结构,以陶瓷板为主体,配合其他复合材料㊂突破传统重型复合装甲结构设计,以高硬度陶瓷面板取代装甲钢面板,充分发挥陶瓷的高硬度和高抗压强度,可提高陶瓷复合装甲的抗弹性能[1]㊂1概述为了应对当代高科技战争,世界各国对防弹装甲技术越来越重视,对装甲材料的性能提出了越来越高的要求㊂装甲的防护性能主要是通过抗侵彻能力㊁抗冲击能力㊁抗崩落能力和自重等方面来予以评价,因此装甲材料应尽可能地满足高硬度㊁高强度㊁高韧性以及低密度,即 三高一低 的要求㊂装甲防护材料主要用于装甲车辆㊁坦克㊁航母㊁舰艇㊁直升机等装备,它们能承受反装甲武器的攻击,可提高武器装备和作战人员的生存能力和作战能力㊂纵观古今中外,用做装甲的材料大体有4类,即:金属㊁陶瓷㊁凯芙拉(K e v l a r)和玻璃钢㊂金属材料具有高硬度和韧性,但是硬度较陶瓷材料低,特别是密度大,不能满足单兵和装备高灵活性的要求,成为逐步被其他材料所替换的主要原因㊂凯芙拉和陶瓷材料与金属材料相比具有密度低㊁耐高温等诸多优点,满足了坦克及其它军用装甲车辆轻量化㊁高防护性及高机动性的需求,在武器装备上的应用日益广泛[2]㊂目前,国外已经在舰船上应用了大量的陶瓷装甲㊂美国在舰船的天线㊁炮台上都已使用了陶瓷复合装甲,并预计其在研的A A A V级两栖攻击舰艇也将会使用陶瓷复合装甲;此外,资料显示,国外的水陆两栖战车㊁海军登陆艇等都不同程度地利用陶瓷基复合装甲的优秀抗弹性能提高其抵御来自岸防武器威胁的能力㊂据悉,美国在研制作战机动灵活的小型巡逻艇㊁微型潜艇等新式轻型舰船,在其结构设计中,陶瓷装甲作为防御系统的主体得到了充分的肯定㊂2研究现状陶瓷材料拥有许多极具吸引力的性能,包括高比刚度㊁高比强度和在许多环境下的化学惰性㊂同时,因其相对于金属的低密度㊁高硬度和高抗压强度,使其在*作者简介:张文毓(1968-),本科,高级工程师;主要从事情报研究工作㊂装甲系统上的应用十分具有吸引力,己成为一种广泛应用于防弹衣㊁车辆和飞机等装备的防护装甲㊂在20世纪60年代,B 4C 最先用于设计防弹背心,之后装配到飞机飞行员的座椅上㊂之后,又将陶瓷面板与复合材料背板共同构成防弹陶瓷复合装甲,且于20世纪70年代后被美国等西方军事强国应用于运兵车㊁坦克及军机等㊂陶瓷装甲主要应用于装甲车辆,在实际应用中常以复合装甲的形式出现,如英国 挑战者 坦克㊁E E -T 1奥索里约主战坦克等㊂陶瓷作为装甲防护材料的主要优势是强度和硬度高㊁耐磨㊁密度小等,而易破碎㊁抗多发打击性能弱的劣势则在一定程度上限制了其应用㊂目前,防弹陶瓷主要朝着提高抗多发打击性能㊁减轻质量及降低成本这3个方面进行㊂国内外现阶段主要使用的特种防弹陶瓷有B 4C ㊁A l 2O 3㊁S i C ㊁T i B 2㊁A l N ㊁S i 3N 4㊁S i -a l o n 等[3]㊂用于装甲防护的单相陶瓷主要包括氧化铝㊁碳化硼和碳化硅㊂表1为3种陶瓷的特征性能㊂尽管单相陶瓷具备一定的防弹能力,但共性问题是断裂韧性低㊁脆性大,因此,防弹陶瓷的强韧化一直是研究的热点方向㊂强韧方法主要包括多元陶瓷体系复合㊁功能梯度陶瓷㊁层状结构设计等㊂M e d v e d o v s k i 对S i C -A l 2O 3㊁S i C-S i 3N 4-A l 2O 3㊁S i C-S i -A l 2O 3和S i C -S i 3N 4-S i -A l 2O 3这些碳化硅基的复合材料进行了研究㊂复合装甲包括2层含义:一是装甲用复合材料制成,二是装甲采用了复合结构㊂任何复合装甲的研究都是为了优化复合材料和复合结构㊂当前,陶瓷复合装甲早已不限于2种复合材料和较为单一的复合结构㊂在实验领域,已经出现了陶瓷㊁金属㊁纤维㊁硅硫等复数复合,且结构方面也出现了复数层数㊂通过对陶瓷复合装甲的种类和现今应用情况的分析,不难发现,陶瓷+复合金属采用功能梯度复合形式的复合材料是较为理想的应用形式㊂主要研究的方向在于具体组分设计㊁微观修饰㊁制备工艺的改进以及对成本的控制[4]㊂表1 典型防弹陶瓷的性能陶瓷密度(g ㊃c m -3)弹性模量(G P a)努氏硬度断裂韧性(M P a㊃m 1/2)价格(元㊃k g -1)A l 2O 33.60~3.9034018002.8~4.570~80B 4C 2.5040029002.8~4.3700~800S i C3.12~3.28408~45125004.0~6.4350~4002.1 氧化铝(A l 2O 3)陶瓷氧化铝陶瓷具有高硬度㊁高耐磨㊁低摩擦系数等优点,通常以单晶体和多晶体的形式,用于要求耐热和耐磨的各种应用中㊂在一些特殊应用中采用晶须增韧和相变增韧陶瓷,例如,耐火材料㊁火花塞绝缘体㊁装甲和轴承等㊂不过,陶瓷也拥有太脆韧性不够等缺点㊂氧化铝陶瓷基本上不存在塑性变形,低韧性会导致其很容易受到热和机械冲击载荷而发生破坏㊂氧化铝陶瓷应用于装甲设计有很多优点,价格便宜而且成形工艺多种多样㊂2.2 碳化硼(B 4C )陶瓷碳化硼(B 4C )陶瓷是一种密度低㊁高耐磨㊁高强度极硬的陶瓷㊂碳化硼陶瓷广泛应用于坦克车的装甲㊁防弹衣㊁喷砂嘴㊁特殊密封环以及其他很多工业用品中㊂碳化硼陶瓷是一种重要的工程陶瓷材料,具有低密度(2.52g /c m 3)㊁高熔点(2450ħ)㊁高硬度㊁高弹性模量㊁化学稳定性好以及高中子俘获率等特点,因此B 4C 及其复合材料被广泛地应用于工程领域,尤其是用作新型装甲陶瓷㊂早在20世纪60年代,美国就推出了以B 4C 为芯部的防弹复合装甲,黑鹰武装直升机的机身腹部和乘员座椅也采用由B 4C 和K e v l a r 纤维组成的复合装甲㊂但是,碳化硼是强共价键化合物(共价键比例达到93%以上),塑性差,晶界移动阻力大,并且在碳化硼粉体颗粒表面常常有一层B 2O 3薄膜,阻碍了烧结过程中的物质扩散,因此B 4C 是一种极难烧结的陶瓷材料,这极大地限制了B 4C 陶瓷的应用[5]㊂2.3 碳化硅陶瓷S i C 陶瓷由于具有高温强度大㊁抗氧化性强㊁耐磨损性好㊁热稳定性佳㊁热膨胀系数小㊁热导率大㊁硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性,因此是当前最有前途的结构陶瓷之一,并且已在许多高技术领域(如空间技术㊁核物理等)及基础产业(如石油化工㊁机械㊁车辆㊁造船等)得到应用,如用作精密轴承㊁密封件㊁气轮机转子㊁喷嘴㊁热交换器部件及原子核反应堆材料等㊂将S i C陶瓷用作装甲材料是近年来国内外研究的热点㊂作为装甲材料,对陶瓷的抗弯强度和硬度则有更高的要求[6]㊂2.4硼化钛(T i B2)陶瓷硼化钛陶瓷(T i B2)是一种具有高强度㊁高硬度和高耐磨性的非氧化物陶瓷㊂目前,主要应用于防弹衣㊁装甲和切割材料等㊂热压㊁热等静压(H I P)㊁无压烧结和微波烧结等工艺都可以用于生产完全致密的硼化钛陶瓷㊂2.5纤维增韧陶瓷复合材料战争中人员和装备的快速安全移动对轻质结构防护材料提出了持续需求,纤维复合陶瓷材料则是提供能量吸收和质量减轻的最佳组合方式㊂用于增韧陶瓷的纤维主要包括玻璃纤维和碳纤维㊂如轻型车辆吉普的面板通常都是基于S-2玻璃纤维(65%的S i O2, 25%的A l2O3和10%的M g O),这会比传统的低碱铝硼硅酸盐E玻璃纤维(名义组成是54%的S i O2,14%的A l2O3,22%的C a O+M g O和10%的B2O3)有更高的断裂应变和弹性模量㊂由陶瓷/凯芙拉材料组成的复合装甲自从问世以来,由于其特有的物理性能和良好的防弹㊁防辐射能力,在武器装备㊁航空航天等领域的应用逐渐广泛㊂美国㊁俄罗斯㊁日本㊁欧共体等己经把该复合装甲成功地应用在多种武器装备上,显著地提高了综合防护能力㊂但鉴于技术保密,有关该材料的加工方法㊁加工技术很少有文章发表㊂2.6透明陶瓷随着材料制备技术的发展,更高性能的新材料不断被开发和研究㊂现代化战争对装甲系统的要求越来越高,不仅要求能够实现全方位的防护,还要求不能妨碍士兵们的行动能力,变 被动 为 主动 ,发展能预先识别目标,并利用诱饵触发和物理摧毁方式破坏来袭武器的 主动装甲 ,成为作战中的一大优势㊂以氮氧化铝(A l O N)和镁铝尖晶石(M g A l2O4)为代表的透明陶瓷已应用于装甲防护领域,既能保护人体又能随时观察敌情㊂透明陶瓷因高强度和硬度,已成为可替代防弹玻璃的具有发展潜力的防护材料,如面罩㊁导弹探测窗口㊁地面作战车辆保护窗㊁飞机的挡风玻璃和降落窗等,主要有单晶氧化铝(蓝宝石)㊁氮氧化铝和镁铝尖晶石㊂当前,陶瓷装甲材料研究的重点是提高其韧性并降低生产成本㊂美国采用微波烧结技术提高生产效率,大幅降低了生产成本,并实现了碳化硅和硼化钛陶瓷材料的规模化生产㊂为提高抗弹性能,美国计划发展全致密碳化硅㊁氧化铝㊁硼化钛和碳化硼等单质陶瓷材料㊁陶瓷基复合材料及透明陶瓷材料[7]㊂陶瓷材料凭借其优异特性,已经成为了当前国内外装甲防护领域的研究热点与发展重点㊂由于军事工程应用的需要,如何提高陶瓷材料的力学性能,深入探究装甲防护陶瓷材料的动态力学特性以及陶瓷复合装甲的抗弹机理,成为了当前装甲防护的重点研究课题㊂3应用进展目前,世界各国对于装甲防护技术研究可以分为材料改进与结构设计2个方向㊂在军用装甲上应用较为广泛的防护材料主要有金属材料㊁陶瓷材料㊁复合材料等,功能结构设计上有蜂窝结构㊁金属封装结构等特殊结构㊂对装甲材料要求的防弹性能包括抗侵彻㊁抗冲击和抗崩落能力㊂陶瓷材料作为一种先进的高技术材料,具有高强度㊁高硬度㊁耐腐蚀㊁高耐磨性和质量轻的特点,它不仅可用在坦克的防护上,而且也可用在飞机㊁舰船㊁车辆㊁关键部位的防弹遮蔽层和单兵作战的防护上,其应用范围越来越广泛㊂实践表明,世界上许多先进坦克采用高性能的陶瓷防护装甲后,防护能力都得到了明显提高㊂为了提高防弹能力,一般采用陶瓷复合装甲㊂舰船用陶瓷复合装甲除了要求有良好的防弹性能外,还需要质量轻,所以对装甲的要求是密度尽可能小㊂因此,在装甲的设计中必须充分考虑复合装甲中各个组成部分的密度,通过优化结构,在最小面密度下实现最大防护效果[8]㊂3.1防弹陶瓷陶瓷是一种脆性材料,在受到冲击时容易破碎,通常不单独做成防护装甲,而是与金属和其它纤维材料一起做成复合装甲;复合装甲中使用的陶瓷通常被改成陶瓷块,使得当某块陶瓷被弹体击碎时,其它陶瓷块还仍然有效㊂陶瓷材料主要应用于以对付中㊁大口径长杆穿甲弹为首要目标的装甲系统,这些弹药主要采用烧蚀破坏机理,另外也应用于防弹背心,陶瓷与复合背面材料结合使用提供要求的防护能力㊂工程应用中,陶瓷复合装甲广泛用在坦克㊁装甲车等装备的防护装甲上㊂但陶瓷材料塑性差㊁断裂强度低㊁易产生脆性断裂,且不能二次防弹,此外,其成形尺寸较小㊁生产效率低,且因其具有极高的硬度和脆性,二次成形加工十分困难,特别是成形孔的加工尤其困难,因而制备成本高,使用局限性较大㊂目前,用于防弹的三大陶瓷材料是氧化铝(A l2O3)㊁碳化硅(S i C)和碳化硼(B4C)㊂氧化铝因其成本低而在防弹上得到更广泛的应用,但其防弹等级最低㊁密度也最大;碳化硼防弹性能最好㊁密度最小,但其价格最为昂贵,20世纪60年代就最先用来作为设计防弹背心的材料;碳化硅陶瓷材料在成本㊁防弹性能和密度指标方面均介于二者之间㊂因而最有可能成为氧化铝防弹陶瓷的升级换代产品[9]㊂3.2陶瓷复合装甲的应用现状陶瓷面板+金属背板复合装甲作为结构最简单㊁成本相对低廉的复合装甲,被研究最多,多被制造为轻型复合装甲㊂面板通常采用A l2O3㊁S i C㊁B4C陶瓷等,背板一般采用芳纶㊁高强度聚乙烯等,粘接一般用橡胶㊁环氧树脂等㊂是制作单兵装甲㊁防弹衣㊁小型关键部位防护装甲的首选㊂碳化硅基陶瓷复合装甲受限于其高昂的价格,多被应用于特种作战领域,例如特种兵防弹衣㊁军用特种车辆装甲㊁武装直升机装甲㊂它也被看做是最有应用前途的陶瓷复合装甲之一,只要能够降低其制造成本并解决其韧性稍差的问题,将会被大量应用于主战坦克㊁轻型装甲车辆等领域㊂目前最普遍的陶瓷复合装甲是氧化铝基陶瓷复合装甲,它有着较好韧性㊁抗热冲击性,价格低廉,生产技术简易㊂被广泛应用于民㊁警单兵防护和民㊁警用押运车及对装甲强度要求较低的领域㊂目前圣戈班陶瓷公司可提供满足复合装甲系统性能要求的陶瓷材料㊂基于40多年来在复合装甲系统的经验,该公司可提供最终产品㊁半成品㊁机加毛坯㊁压制近净形毛坯㊁大体积压制净形部件和复杂机加部件产品㊂生产的陶瓷材料包括:轻型高硬度㊁高压缩强度H e x o l o y 烧结碳化硅(S S i C),具有最佳强度和抗氧化性C R Y S T A R 反应烧结碳化硅(S i S i C),高模量高声速S i l i t S K D反应烧结碳化硅(S i S i C),低密度高硬度N o r b i d e 热压碳化硼(B4C),最高硬度最高刚度的T196/T198氧化铝(A l2O3),高硬度氧化物复合陶瓷T Z3(A l u m i n aZ i r c o n i a)和用于红外窗口的极硬长寿命抗刮伤S a p h i k o n 蓝宝石材料等[10]㊂3.3陶瓷一金属功能梯度复合材料在装甲防护中的应用现在一般应用的陶瓷一金属复合材料,尽管具有很多优点,但当内部应力增大时,会导致材料的破坏;若采用陶瓷一金属功能梯度复合材料,将会改变这种状况㊂这是因为,陶瓷一金属功能梯度复合材料是一种采用多元化技术制造的新型非均匀复合材料,在这种材料中,一面是陶瓷,一面是金属,中间是从陶瓷到金属逐渐变化的板材,可以兼具陶瓷材料和金属材料的双重特点,即可以具有陶瓷的硬度和耐腐蚀㊁耐高温的特性,同时还具有金属的强度和韧性㊂并且在这种材料中,由于各组分材料的体积含量在空间位置上是连续变化的,而其物理性能没有突变,因而可较好地避免诸如在纤维增强复合材料中经常出现的层间应力问题,并降低应力集中现象[11]㊂为克服目前陶瓷复合装甲材料的结构缺陷,美国材料科学家于1999年提出 陶瓷/金属功能梯度装甲材料(F G A C) 的新概念,即利用陶瓷/金属功能梯度材料层间界面上非突变声阻特性及梯度层间冶金结合所具有的良好横向剪切强度,不仅能有效缓解材料的动态损伤,提升材料反侵彻效能,同时又可以促进陶瓷复合装甲材料轻质化发展,所以陶瓷/金属功能梯度装甲材料得到了材料界(尤其是兵器材料科学界)的高度重视与深入研究,成为今后陶瓷复合装甲材料的发展趋势之一[12]㊂目前国外科研人员研究的防弹用陶瓷-金属功能梯度复合材料主要有T i-T i B2体系以及A l2O3/A l㊁S i C/A l㊁B4C/A l㊁S i3N4/A l等复合体系㊂国外研究人员分别从功能梯度材料的制备㊁材料的动态力学性能㊁应力波在功能梯度材料内的传播以及裂纹的扩展等方面展开研究㊂近年来我国许多高校和研究所也相继开展了对功能梯度复合装甲的研究,国内的主要研究单位有北京理工大学㊁西北工业大学㊁沈阳金属所等㊂目前研究的防弹用功能梯度复合材料体系主要有A l2O3/A l㊁S i C/ A l㊁B4C/A l㊁S i3N4/A l等复合体系㊂国内研究人员分别从功能梯度材料的制备㊁材料的动态力学性能与组份分布规律的关系㊁材料的抗弹性能等方面展开研究,并取得了一定的进展[13]㊂4发展趋势目前,装甲陶瓷材料研究的重点是解决其韧性差及成本高的问题㊂美国在降低陶瓷成本方面取得了较大进展,如采用微波烧结技术极大地提高了生产效率,大幅降低了材料成本,并实现了S i C和T i B2陶瓷材料的规模化生产㊂提高装甲陶瓷材料性能方面主要途径有:1)用连续碳纤维增韧补强的S i3N4比纯S i3N4的断裂韧性提高4倍,S i C纤维/S i C可比纯S i C的应变量增大9倍㊂对于S i C w/A l2O3复合材料,当晶须的体积分数为20%以下时,其断裂韧性与晶须含量呈较好的线性关系㊂金属与陶瓷复合可明显提高装甲材料的韧性,如用S i C或B4C颗粒增强铝㊂美国D OW化工公司采用快速全面压实工艺制造了B4C/A l复合装甲,其抗弹极限可达热压B4C的80%~90%,而韧性比单一的B4C好得多㊂另外,塑料陶瓷是一个新的研究领域,它系由陶瓷颗粒为主体(约占总质量的85%),以高聚物做胶粘剂混合而成,它只须采用一般聚合物成形加工技术㊂在等质量基础上比较,这种塑料陶瓷比纯陶瓷具有更好的抗弹性能,且可承受多发弹丸侵彻㊂2)梯度功能材料(F GM)是通过精心设计和采用特殊的工艺,使陶瓷与金属的复合物组分㊁结构能连续地变化,由陶瓷侧过渡到金属侧形成了一种物性参数也连续变化的复合材料㊂F GM的制备可采用化学气相沉积法(C D V)㊁物理蒸镀法(P V D)㊁薄膜叠层法㊁等离子喷涂法㊁自蔓延高温合成法(S H S)及颗粒梯度排列法等,其中以薄膜叠层法效果较好㊂已制成的F GM有S i C-C㊁T i C-T i㊁S i C-A l㊁B e4B-B e㊁T i C-N i等,当以B e4B-B e制作装甲板时,从外表面到中心部位只含B e4B,然后以弥散方式加入B e,到背面为B e4B-10v o l%B e㊂这比陶瓷面板和金属背板组合的复合装甲抗弹性能要好得多㊂3)陶瓷材料的脆裂与其结构敏感性密切相关,其断裂往往始于表面或近表面处的缺陷㊂因此,必须尽可能消除其表面缺陷㊂诸如采用机械化学抛光㊁表面微氧化㊁气相沉积和激光表面处理等,都可改善表面状态,提高陶瓷的韧性㊂20世纪80年代以来,人们采用离子注入法对A l2O3㊁S i C㊁S i3N4㊁Z r O2陶瓷材料的性能进行了研究㊂在A l2O3表面注入N i㊁C r㊁T i㊁Z r㊁Y 等离子可提高其表面硬度约50%,离子注入法也可使S i C和S i3N4的弯曲强度提高20%~30%[14]㊂5结语不同的装甲材料对反装甲武器的攻击有着不同的反应,单一均质材料构成的装甲通常只能防护特定的反装甲武器㊂为了能够应对越来越复杂的实际需求,同时防护多种反装甲武器,复合装甲的研究已成为必然趋势㊂陶瓷复合装甲作为其中的佼佼者,将朝着更高强度㊁更高韧性㊁更低廉的价格㊁更简易的制备工艺等方向发展㊂随着陶瓷复合装甲研究的进展,能让我国陶瓷复合装甲技术水平得到飞跃性的提高,对我国国防领域技术会产生积极影响㊂参考文献[1]胡丽萍,王智慧,侯圣英,等.大倾角陶瓷复合装甲抗弹性能研究[J].兵工自动化,2010,29(2):12-13.[2]郭丽.高性能轻质装甲材料加工技术的研究:[硕士学位论文][D].南京理工大学,2006.[3]吴燕平,燕青芝.防弹装甲中的陶瓷材料[J].兵器材料科学与工程,20174(4):135-140.[4]陈刚.陶瓷复合装甲材料的应用研究[J].中国战略新兴产业,2019(4):35.[5]孙川,万春磊,潘伟,等.反应烧结B4C/A l2O3复合陶瓷的装甲防护性能研究[C].无机材料学报,2018,33(5):545-549.[6]曹连忠,刘国玺,燕东明,等.高防护系数S i C陶瓷制备技术研究[J].兵器材料科学与工程,2008,31(5):43-46.[7]房凌晖,郑翔玉,马丽,等.坦克装甲车辆装甲防护发展研究[C].四川兵工学报,2014,35(2):23-26.[8]谢述锋.舰船用轻型陶瓷基复合装甲的抗弹性能研究[J].舰船科学技术,2007,29(3):110-113.[9]高原,姚凯.军用车辆装甲防护材料与技术发展的研究[J].机电产品开发与创新,2015,28(2):10-13.[10]梓文.用于复合装甲防护系统的陶瓷[J].兵器材料科学与工程,2016,39(1):88.[11]焦丽娟,李军.陶瓷一金属功能梯度复合材料在装甲防护中的应用[C].四川兵工学报,2006(3):22-23.[12]李维锴,韩保红,赵忠民.装甲防护陶瓷材料的研究进展[J].特种铸造及有色合金,2018,38(3):259-262.[13]王信涛.陶瓷增强金属功能梯度装甲抗侵彻性能数值模拟:[硕士学位论文][D].哈尔滨工程大学,2013.[14]刘薇,杨军.装甲防护材料的研究现状及发展趋势[J].热加工工艺,2011,40(2):108-111.。

装甲车辆的发展趋势是什么装甲车辆作为现代军事力量中的重要组成部分，自从第一辆装甲车辆出现以来，经历了数十年的发展和演变。

随着科技的进步和军事需求的变化，装甲车辆的发展趋势也在不断演进。

本文将从多个方面探讨装甲车辆的发展趋势。

首先，装甲车辆的技术发展趋势是朝着更高的机动性和自动化方向发展。

随着现代化战争环境的变化，装甲车辆需要具备更高的机动性，能够迅速快速地进入战场、迅速转移和迅速反应。

因此，装甲车辆采用了新的材料和设计，以减轻重量，提高机动性。

例如，采用复合材料制造的车身比传统钢板车身更轻，同时能够提供更好的防护效果。

此外，装甲车辆在智能化和自动化方面也有不断的进展。

自动驾驶和无人操作技术在装甲车辆中得到广泛应用，提高了车辆的操作效率和战斗指挥能力。

其次，装甲车辆的武器系统发展趋势是朝着精确打击和多功能化方向发展。

随着科技的进步，装甲车辆的火力系统不再仅限于传统的机枪和炮塔，而是采用了先进的导弹、激光武器和能量武器等。

目前，很多装甲车辆已经具备了携带和发射导弹的能力，能够进行远程精确打击。

此外，装甲车辆还具备了更好的反装甲能力，能够有效地击穿敌方装甲防护。

同时，装甲车辆的武器系统还在向多功能化方向发展，不仅能够进行直接火力打击，还能够进行侦察、通信和指挥等任务。

再次，装甲车辆的信息化发展趋势是朝着更高的信息化水平和网络化方向发展。

随着信息化技术的快速发展，装甲车辆需要具备更高的信息化水平，能够实现与其他装备的信息交流和共享。

因此，装甲车辆引入了各种先进的通信和信息系统，实现了车辆之间和车辆与指挥系统之间的实时信息传输和共享。

此外，装甲车辆还能够与其他装备进行联合作战，共同实施任务。

网络化的装甲车辆能够通过网络与其他装备和指挥系统进行无缝连接，实现更高效的指挥与协同作战。

最后，装甲车辆的环保发展趋势是朝着更低的燃油消耗和减少对环境的影响方向发展。

随着全球环境问题的日益突出，军事力量也需要积极响应环境保护的呼声。