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陶瓷|陶瓷咋成了防弹“新星”？( 二 )


为了提高防护能力 ， 科学家们想到将防弹陶瓷制成插板 ， 与软体防弹衣配合使用 ， 犹如古代铠甲上的“护心镜” 。这样 ， 既能大幅提升人体核心部位的防护能力 ， 又兼顾了穿着者的机动性 。刚开始 ， 是利用小块陶瓷拼接成插板 。随着技术的进步 ， 人们更多采用整块陶瓷 ， 以消除小块陶瓷片因有拼接缝隙而存在的薄弱点 ， 有的还制成曲面以贴合人体 。这也是当前防弹插板的基本样式 。目前 ， 防弹陶瓷制备技术已日臻成熟 ， 成为保护士兵的“生命之盾” 。
科技助力 ， 再作升级
经过数十年的发展 ， 目前广泛应用的防弹陶瓷种类很多 ， 包括氧化铝、碳化硅、碳化硼、氮化硅、硼化钛等 。其中 ， 最常见的是氧化铝、碳化硅和碳化硼陶瓷 。随着武器系统的升级换代 ， 传统的单相陶瓷已经不能满足现实军事需求 ， 特别是对防弹装备的要求越来越高 。因此 ， 防弹陶瓷开始朝着多元化、复合化、功能化方向发展——
功能梯度陶瓷 。通过微观组分设计 ， 使得陶瓷性能发生有规律性的连续变化 。比如硼化钛与金属钛以及氧化铝、碳化硅、碳化硼、氮化硅与金属铝等金属/陶瓷复合体系 ， 在厚度方向上 ， 形成一种结构变化 ， 确保防弹陶瓷从迎弹面的高硬度过渡到背弹面的高韧性 。这样 ， 既可满足装甲抗弹要求 ， 又可增强其抗多发弹能力 ， 在防护中小口径穿甲弹时具有较大优势 。
纳米复相陶瓷 。在单相陶瓷的基础上 ， 添加亚微米级或纳米级分散粒子 ， 构成复相陶瓷 。如碳化硅-氮化硅-氧化铝、碳化硼-碳化硅等 ， 可以在一定范围内改善陶瓷的硬度、韧性和强度 。有报道称 ， 国外正在探索将纳米尺度的粉体黏结在一起的烧结工艺 ， 能够把陶瓷晶粒尺寸减小到几十纳米 ， 从而提高材料硬度和强度 。这是未来先进陶瓷装甲的一个主要发展方向 。
透明陶瓷 。以单晶氧化铝（蓝宝石）、氮氧化铝和镁铝尖晶石为代表的透明陶瓷 ， 因为具有很高的强度和硬度 ， 同时兼具良好的光学性能 ， 所以能替代防弹玻璃 ， 在单兵防弹面罩、导弹探测窗口、车辆观察窗、潜艇潜望镜等军事装备上加以应用 。由于能低成本制造大尺寸、复杂形状透明部件 ， 这样的陶瓷 ， 已被不少军事强国列为21世纪重点发展的光功能透明材料之一 。
目前 ， 无论是在军事上 ， 还是在民用技术领域中 ， 陶瓷应用都极其广泛 。可以预见 ， 古老的矛与盾的故事 ， 仍将在未来战场上演精彩的强强对决 。


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