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氧化鋁和碳化硅陶瓷防彈板的性能及特點

2022-05-23?? 來源：精城特瓷?? 作者：精城特瓷?? 閱讀：

陶瓷防彈片（防彈板）是防彈片中的一個重要分支，它具有很多金屬防彈片所不具備的優勢，尤其是碳化硅陶瓷和高氧化鋁陶瓷，它們具有很高的硬度和耐磨性、高壓縮強度和高應力的優良彈道性能，是當下很受歡迎的防彈材料。

一、常見的防彈片材料及其特點

金屬防彈片：生產工藝簡單，但密度大，質量重，影響使用效果，在抵抗彈頭沖擊時會產生塑性變形，吸收能量，防彈效果也不理想。

陶瓷防彈片：防彈陶瓷主要分為三大類，分別是氧化物陶瓷（主要是氧化鋁陶瓷）、非氧化物陶瓷（例如碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷氮化鋁陶瓷和碳化硼陶瓷等）以及二元系統（例如：B4C－TiB2基陶瓷）。

其中非氧化物陶瓷具有更高的物理性能和相對低的密度（TiB2基陶瓷除外），但這些材料制造方法多用價格較貴的熱壓技術，不易產業化生產。而高氧化鋁陶瓷防彈板性價比高，易于批量生產。

精城特瓷生產的防彈陶瓷

二、陶瓷防彈板的性能要求

因陶瓷防彈板斷裂機理復雜，裂紋形成是由許多因素引起的，而且發生的時間十分短暫，所以防彈陶瓷要求的性能較多，例如密度、氣孔率、硬度、斷裂韌性、彈性模量、聲速和機械強度等。

精城特瓷陶瓷防彈衣防彈插板

三、陶瓷防彈的系統構造和防彈原理

系統構造：陶瓷防彈系統是由單片陶瓷或陶瓷—金屬復合物覆蓋上高抗張高強度有機纖維尼龍布或玻璃纖維層組成。

防彈原理：陶瓷之所以能防彈，是因為它的高比剛度、高比強度和許多環境下的化學惰性。當高速彈體與陶瓷層碰撞時，陶瓷層碎裂或產生裂紋并以彈著點為中心向四周擴散消耗彈體大部分能量，隨后高模量纖維復合板進一步消耗彈體剩余能量。

陶瓷防彈片優勢明顯，其中的氧化鋁陶瓷和碳化硅陶瓷更是性能優越，接下來我們就來著重介紹一下這兩種陶瓷。

四、氧化鋁陶瓷防彈插板

該防彈片是用已產業化的超細氧化鋁粉體為主要材料，且要將三氧化二鋁粉轉化為晶體結構和化學性能更穩定的α－Al?O?，α－Al?O?的純度應達到95%以上甚至更高，精城的99氧化鋁陶瓷防彈插板α－Al?O?純度就超過了99%。

當純度超過95%時，Al?O?的主晶相就是剛玉，隨著Al?O?含量的提高，剛玉含量也相應增加。最終的陶瓷晶粒度取決于原始Al?O?粉體的粒度和分布，由于Al?O?粉體有較小的尺寸，因此，燒結后的陶瓷具有精細的顯微結構，2～4μm和1~3μm。該陶瓷不含有玻璃相，再加入一定比例的氧化鋯，小于1μm的ZrO?晶粒均勻分布于1～2μm的剛玉晶體之間，很可能在燒結時ZrO?相阻止了剛玉晶體的長大，形成一種良好的顯微結構。

防彈陶瓷的氣孔率應盡量低，以提高硬度和彈性模量，這一點Al?O?陶瓷就非常出色。它的氣孔率接近于零，而吸水率也不超過0.02%。防彈片的硬度要求很高，應高于飛行彈頭的硬度，對Al?O?陶瓷來說，硬度可達HRA88以上，完全符合條件。聲音在陶瓷中傳播的速度，表示陶瓷沖擊面上消耗能量的能力，所以防彈片希望有高的聲速，高的聲速也間接表示陶瓷有良好的致密化和低的封閉氣孔，Al?O?瓷的聲速能達到10500～11500m/s，相比于其他防彈片優勢明顯。

精城特瓷99氧化鋁陶瓷防彈片

五、碳化硅陶瓷防彈片

SiC是以共價鍵為主的共價化合物，由于碳和硅兩元素在形成SiC晶體時，它的基本單元是四面體，所有SiC均由 SiC 四面體堆積而成，它的的硬度相當高,僅次于幾種超硬材料,高于剛玉而名列普通磨料的前茅,按莫氏刻痕硬度為92，克氏顯微硬度為2200~2800kg/mm(負荷100g)。碳化硅的熱態硬度雖然隨著溫度的升高而下降,但仍比剛玉的硬度大很多，作為防彈材料也非常不錯。

精城特瓷碳化硅陶瓷防彈板

六、精城特瓷99氧化鋁和碳化硅防彈插板性能指標

作為專業的特種陶瓷生產廠家，精城擁有近30年的陶瓷研發生產經驗。
精城生產的99氧化鋁陶瓷防彈板氧化鋁含量≥99%，硬度≥HRA88，密度≥3.9g/cm³，抗折強度＞350MPA ，沖擊韌性≥2.2J/cm²，彈性模量＞317GPA，經過打靶實驗，防彈等級超過美標3級，普通瓷片尺寸有 50*50*10mm和 50*25*10mm，其他規格可根據客戶需要進行定制。
碳化硅防彈片碳化硅含量≥98%，密度≥3.1g/cm³，硬度≥HRA92，抗折強度＞400MPA ，經過打靶實驗，防彈等級可達美標4級，瓷片規格和氧化鋁相同，同樣可以定制。