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【小科普】陶瓷防弹插板的功能及应用
日期:2020-05-08    浏览次数:
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2020 CAC广州国际先进陶瓷展览会


【小科普】陶瓷防弹插板

什么是防弹插板?

大部分的防弹衣是由多层芳纶或者聚乙烯PE制成的,虽然这种防弹衣穿起来比较轻便,但是由于材料和技术的限制,按照美国标准NIJ 最多只有IIIA级。也就是说只能防得住9mm和.44口径的手枪子弹。面对步枪时防弹衣就束手无策了。为了能够防得住更高级别的威胁,我们就需要用上防弹插板。

【小科普】陶瓷防弹插板

最早在一战结束后的1918年,有人发现在钢质装甲表面涂上一层陶瓷釉能够大大增强其防护性能。但尽管陶瓷材料的特性被发现很早,它真正被应用于军事用途的时间却不长。因为早期成本和技术问题,近几年陶瓷装甲才作为单兵防护装备出现。

防弹插板一般和防弹衣或者战术背心一起使用。防弹插板有正板和侧板两种,正板可以对人体前胸和后背起到保护的作用,侧板则为人体的侧面提供保护。制作防弹插板材料的种类大致可以分为三种:钢铁、聚乙烯、陶瓷,现在应用较广占据主流的是陶瓷防弹插板。

【小科普】陶瓷防弹插板

陶瓷防弹插板的原理是什么?

陶瓷防弹插板一般使用陶瓷和聚乙烯PE等材料制作而成,它的原理是:当子弹冲击防弹插板的时候,子弹首先冲击的是最上面的陶瓷层,陶瓷碰到动能巨大的子弹发生碎裂,而且还会将冲击点巨大的冲击能传递到周围,来吸收子弹巨大的动能。当子弹穿过陶瓷层后已经失去了大部分动能,当子弹到达聚乙烯层后,聚乙烯通过拉伸消耗子弹动能,并且裹住弹头和弹片,这个过程对人体几乎没什么影响,起到了很好的防护作用。

【小科普】陶瓷防弹插板

陶瓷插板的优缺点分别是什么?

陶瓷插板的优点:

1.防弹性能比较好

相比之前的纯金属插板,陶瓷插板的防弹性能要好很多,这源于其特殊的分子结构特点,它们通常以复合共混物的形式,且很多陶瓷板都有Polyethylene或Kevlar混纺背面,也就是由单片陶瓷或陶瓷—金属复合物并覆盖有高抗张强度有机纤维结合的尼龙布层所组成。

2.强度大,重量轻

相比传统的金属插板,陶瓷插板的重量要轻很多,尤其是在高防御级别下。通常一块NIJ III级的陶瓷插板重量仅仅为2公斤,4.5~5英磅。

3.材料结构稳定

陶瓷材料一直以来都是非常稳定的材料之一,且其特殊的分子结构使其具有超强的抗蠕变性,和一些纯高性能纤维材料插板如PE板等不同,陶瓷插板可以承受很大的压力且不会产生形变。

缺点:

1.易碎性

通常硬度越高的材料,其易碎性越大。防弹陶瓷有超强的硬度,也正因如此其易也容易出现碎裂的情况,从这个角度来看,陶瓷超高的硬度也是它最大的弱点。

2.价格成本高

陶瓷防弹插板在制造上比较困难,并且在生产过程中经常无法进行质量控制。由于其需要特殊材料和制造工艺,因此陶瓷插板的成本在目前的防弹背心市场中是最高的。与同等防御级别的防弹钢板相比,陶瓷板的价格至少高出200%。

陶瓷防弹插板的种类有哪些?

防弹陶瓷又称结构陶瓷,其拥有高硬度,高模量的特性,通常用于金属磨蚀,比如研磨陶瓷球,陶瓷铣销刀头.......一类的工程用途而在复合装甲中陶瓷往往起到“破坏弹头”的作用,其种类繁多在防弹衣上最常使用的就是氧化铝陶瓷(AI²O³),碳化硅陶瓷(SiC),碳化硼陶瓷(B4C)。

1. 氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷密度最高,但硬度相对较低,加工门槛较低,价格较为便宜。

2. 碳化硅陶瓷

碳化硅陶瓷的密度比氧化铝小很多,甚至与聚乙烯PE相比都不会显得很重。它的价格相对昂贵,是氧化铝陶瓷的4到5倍,但更轻的重量能够带来更好的穿戴体验以及减少对体力的消耗。属于性价比比较高的结构陶瓷。

3. 碳化硼陶瓷

碳化硼的价格十分昂贵,可以达到碳化硅的8到10倍。也因为价值不菲,一般只在NIJ IV的防弹插板上使用这种材料。同时其对加工工艺的要求也很高,需要高温高压烧结,所以其价格也是几种陶瓷里最贵的。

2020 CAC广州国际先进陶瓷组委会 整理

【小科普】陶瓷防弹插板