(上期回顧)

本文上篇主要介紹了陶瓷裝甲的基本特點(diǎn)，幾種常見(jiàn)的非透明陶瓷作為防護(hù)裝甲材料的應(yīng)用等，下篇將介紹3種透明陶瓷作為防彈玻璃的應(yīng)用，并呈現(xiàn)如何如何揚(yáng)長(zhǎng)避短地發(fā)揮陶瓷裝甲的優(yōu)勢(shì)等內(nèi)容。

透明陶瓷取代防彈玻璃的應(yīng)用

近年來(lái)，應(yīng)用于諸如“悍馬”等車(chē)輛的防彈玻璃的發(fā)展很受重視。但防彈玻璃要達(dá)到一定的防護(hù)級(jí)別，其厚度就要有一定的保證，而厚度的增大又會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量相應(yīng)增大，尤其是提供大面積防護(hù)的透明防彈玻璃更是如此。如要達(dá)到STANAG 3級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(防護(hù)7.62mm槍彈)，普通防彈玻璃的厚度需100mm。如果將達(dá)到STANAG 3級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的普通防彈玻璃安裝在日本豐田公司的“陸地巡游艦”越野車(chē)上，僅防彈玻璃的質(zhì)量就達(dá)到250kg，再加上安裝防彈玻璃所需的鋼框等附件，其總質(zhì)量就會(huì)更大。

而透明陶瓷的硬度比普通防彈玻璃高得多，因此，達(dá)到相同防護(hù)級(jí)別的透明陶瓷的質(zhì)量和厚度均小于普通防彈玻璃。目前，有3種透明陶瓷可應(yīng)用于車(chē)輛裝甲：?jiǎn)尉а趸X(藍(lán)寶石)、單晶氮氧化鋁(AION)及鋁酸鎂(尖晶石)。

其中。單晶氮氧化鋁陶瓷由粉末在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境中成型、燒結(jié)而成。單晶氮氧化鋁沒(méi)有晶界，光線透過(guò)時(shí)不會(huì)發(fā)生折射，可以替代防彈玻璃，它的維氏硬度達(dá)到2500～3000(普通玻璃的維氏硬度僅為400～500)。但單晶氮氧化鋁加工起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

鋁酸鎂陶瓷由粉末通過(guò)熱壓或無(wú)壓力燒結(jié)而成。在加工過(guò)程中，還需要對(duì)燒結(jié)物進(jìn)行恒壓熱處理，以提高機(jī)械性能和增加透明度。與普通熱處理相比，恒壓熱處理的優(yōu)點(diǎn)是使鋁酸鎂陶瓷的晶體取向保持一致，以保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，提高強(qiáng)度和透明度。

除上述3種透明陶瓷外，德國(guó)一家公司正在進(jìn)行另外一種透明陶瓷技術(shù)的開(kāi)發(fā)，他們開(kāi)發(fā)的先進(jìn)模塊化防護(hù)裝甲(AMAP：Advanced ModularArmored Protection)包括多種型號(hào)，其中AMAP-T型產(chǎn)品(T代表透明)可以達(dá)到STANAG 4級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。4級(jí)防護(hù)水平意味著可以防御大多數(shù)7.62×54Rmm鋼心穿甲彈的近距離打擊，或者是防御初速為911m/s的14.5×114mm B32穿甲燃燒彈在200m距離上的打擊。

透明陶瓷的價(jià)格非常昂貴，目前應(yīng)用范圍還很有限。

提高陶瓷裝甲性能新方法

相對(duì)而言，車(chē)輛對(duì)陶瓷裝甲的質(zhì)量要求不似人體護(hù)甲那么嚴(yán)格，另外，車(chē)輛裝甲需要具備抗多次打擊的能力和較高的可維修性。最早，前蘇聯(lián)對(duì)陶瓷裝甲的應(yīng)用是將其嵌入主戰(zhàn)坦克半圓形炮塔的正面，用來(lái)對(duì)抗穿甲彈。T-72和T-80主戰(zhàn)坦克上也采用了類(lèi)似的方式。后來(lái)，大多數(shù)陶瓷裝甲以貼片的形式安裝在裝甲車(chē)輛上。例如，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的LAV 8×8輪式裝甲車(chē)輛就采用了貼片式陶瓷裝甲。這種貼片式陶瓷裝甲為六邊形結(jié)構(gòu)，通過(guò)壓敏粘合劑粘在車(chē)體上，可以根據(jù)需要增加陶瓷裝甲片的層數(shù)，以提高防護(hù)級(jí)別。除了粘合的方法，還可以利用維可牢(Velcro)搭鏈將陶瓷裝甲片安裝在裝甲車(chē)上，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是安裝迅速，在作戰(zhàn)時(shí)將陶瓷裝甲片與車(chē)體扣牢即可。

粘接陶瓷裝甲的方式對(duì)粘合劑的性能有很高的要求，否則可能會(huì)出現(xiàn)陶瓷裝甲片滑動(dòng)甚至脫落的現(xiàn)象。除了粘合劑的性能，陶瓷裝甲片的形狀也很講究，通常采用六邊形，這樣可以將邊緣破壞效應(yīng)降至最小。最近，英國(guó)國(guó)防部國(guó)防科技試驗(yàn)室發(fā)明了一種獲得專(zhuān)利的可采用鑲嵌方式安裝的六邊形陶瓷裝甲片，當(dāng)一片陶瓷裝甲片因打擊受損后，其能夠與相鄰的陶瓷裝甲片分開(kāi)，防止破壞作用的蔓延。

其他使裝甲具備抗多次打擊能力的新方法還包括采用功能分級(jí)材料(FGM：Functionaly Graded Material)。這種材料最早見(jiàn)于1960年代后期，最近再次受到軍方青睞。功能分級(jí)材料是一種可以最大限度地利用陶瓷優(yōu)點(diǎn)的單一結(jié)構(gòu)材料，其抗打擊層非常堅(jiān)硬，通常由金屬含量從前往后依次增加的多個(gè)燒結(jié)層構(gòu)成。這種材料的作用機(jī)理與前文講過(guò)的分解層/吸收層的防彈原理相同。例如，美國(guó)陸軍試驗(yàn)室正在試驗(yàn)一種硼化鈦(titanium monoboride)材料，其由7層構(gòu)成，從前表層往后，鈦的含量逐漸提高，最后一層是金屬鈦。據(jù)稱(chēng)，該種材料能達(dá)到較為理想的防護(hù)級(jí)別。

在面對(duì)單一打擊時(shí)，陶瓷裝甲的確能夠發(fā)揮優(yōu)良的防護(hù)作用，不過(guò)，與鋼、鈦和鋁相比，單一結(jié)構(gòu)陶瓷材料的抗多重打擊能力仍然較差。彈頭穿過(guò)金屬材料時(shí)形成的彈孔直徑不超過(guò)彈徑的2倍，而對(duì)于陶瓷裝甲，不管它面積有多大，穿甲效應(yīng)將波及整個(gè)陶瓷裝甲。

未來(lái)發(fā)展

未來(lái)陶瓷裝甲將如何發(fā)展?陶瓷裝甲的主要“瓶頸”在于抗多重打擊能力的性能較差，目前正在通過(guò)采取一定的方式提高其這一性能。例如選用合適的陶瓷材料，將陶瓷裝甲設(shè)計(jì)成相互獨(dú)立的矩陣排列形式，減少貼片式陶瓷裝甲的大小，使用硬度小但強(qiáng)度高的按合材料等。隨著研究人員對(duì)陶瓷防彈機(jī)理研究的不斷深入，陶瓷的優(yōu)點(diǎn)將愈加明顯，防護(hù)性能將進(jìn)一步提升。(全文完)

編輯 劉蘭芳