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陶瓷材料在军工产业的应用

2018-01-26 09:46:03
作者:本网整理
来源:特种陶瓷联盟

防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成。衣套常用化纤织品制作。防弹层是用金属、陶瓷片、玻璃钢、尼龙(PA)、凯夫拉(KEVLAR)、超高分子量聚乙烯纤维(DOYENTRONTEX Fiber)、液体防护材料等材料,构成单一或复合型防护结构。防弹层可吸收弹头或弹片的动能,对低速弹头或弹片有明显的防护效果,在控制一定的凹陷情况下可减轻对人体胸、腹部的伤害。防弹衣包括步兵防弹衣、飞行人员防弹衣和炮兵防弹衣等。

    陶瓷装甲保护士兵


    先进陶瓷材料被应用在抗击中等口径枪的轻质耐用防弹衣上。


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    防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成。衣套常用化纤织品制作。防弹层是用金属、陶瓷片、玻璃钢、尼龙(PA)、凯夫拉(KEVLAR)、超高分子量聚乙烯纤维(DOYENTRONTEX Fiber)、液体防护材料等材料,构成单一或复合型防护结构。防弹层可吸收弹头或弹片的动能,对低速弹头或弹片有明显的防护效果,在控制一定的凹陷情况下可减轻对人体胸、腹部的伤害。防弹衣包括步兵防弹衣、飞行人员防弹衣和炮兵防弹衣等。


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    常用的陶瓷片材料为二硼化钛、碳化硼、碳化硅、氧化铝


    和传统的材料如塑料和金属相比,先进的陶瓷材料具有质轻、耐高温、硬度高、耐摩擦、耐腐蚀、摩擦系数小和特殊的电导性能等优点。被广泛应用于抗击中等口径枪的轻质耐用防弹衣上。


    热压碳化硼和碳化硅陶瓷能优化复合材料结构结合,制造坚固的抗多发打击装甲片。


    阿帕奇、小羚羊、超级美洲狮、超级眼镜蛇、黑鹰、奇努克和其他一些军用直升机均装配有包括陶瓷装甲座椅、陶瓷组件和陶瓷面板系统等部件在内的陶瓷装甲系统。


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    新型防护装甲不但可抵御轻武器的射击,而且可抵御大口径穿甲子弹和防空导弹碎片的打击。据悉,美国陆军总共将为634架“阿帕奇”和“长弓-阿帕奇”直升机安装这种轻便的陶瓷装甲。装甲更新工作将在这些直升机进行大修或改造期间进行。

 

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    装甲砖用来装甲包括C-130和C-17在内的诸多固定翼直升机。碳化硼和碳化硅先进陶瓷综合保护系统用于保护特种作战部队士兵的身体,体侧和肩部。针对其它脆弱的部位包括臀部,腿部和手臂的保护的技术正在开发中。


    美国陆军正在研发金属陶瓷和金属陶瓷复合材料来获取更好的性能。


    金属陶瓷是金属封装的陶瓷装甲,金属和陶瓷的结合延缓陶瓷失效从而改进防弹性能。


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    金属陶瓷复合材料用于斯瑞克装甲车,采用聚合物基复合材料捕捉任何脱离金属背板的碎片。


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    陶瓷基装甲未来有可能用于美国海军陆战队远征战车(原名先进两栖突击载具,或AAUV)和美国陆军的未来战斗系统。


    用透明陶瓷看更“清”


    对于某些类型的能量如光、或其它一些类似的形式来说,陶瓷材料是透明的,所以,红外穹顶、传感器保护和多光谱窗口均可以使用陶瓷。除了光学性能,先进陶瓷材料还有这些设备所渴求的耐磨性、高强度和热稳定性。


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    一种特殊性能的玻璃陶瓷材料由于其很好的电学性能和耐高温性能而在电磁窗火炮炮弹中应用。


    一种特殊的玻璃陶瓷因其耐高温和合适电气性用于火炮发射装置的电磁窗口。


    氮化硅(非氧化物陶瓷)有着优异的机械强度和介电性能,被用于最新的导弹防空系统的雷达天线罩,微波或其他能量可以穿过这种材料来定位袭击目标。其很高的机械强度让导弹系统可以承受在大气层超高速飞行时产生侵蚀和温度剧变


    正在开发使用的还有用于导弹红外透明窗口的纳米氧化钇陶瓷(氧化物陶瓷的一种)。


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    另外用于航空中的挡风玻璃、爆炸防护罩,以及飞机传感器等透明材料也在研发之列。适用于传感器的尖晶石陶瓷材料(铝酸镁)在红外区域有着优异的光学性能,而之前的保护装置吸收能量,影响信号交流效率。


    提高涡轮发动机的效率


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    陶瓷具有耐高温性能,可以使用陶瓷基复合材料和陶瓷热障涂层来增加涡轮发动机的效率。陶瓷可以在高于1100℃温度下工作而不需要或者需要很少冷却,陶瓷基复合材料也比目前使用的金属合金轻30?50%。复合燃烧器内衬和涡轮叶片都涂有陶瓷时,操作温度可提高到1650℃,并可在燃烧环境中保护各个部件。基于氧化铪的多组分陶瓷涂料通过1650℃连续300小时测试。

 

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责任编辑:王元

 


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标签: 防弹衣, 陶瓷材料, 军工产业

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