Das Grundprinzip des Panzerschutzes besteht darin, Projektilenergie zu verbrauchen, zu verlangsamen und unschädlich zu machen. Die meisten herkömmlichen Konstruktionsmaterialien wie Metalle absorbieren Energie durch strukturelle Verformung, während keramische Materialien Energie durch einen Mikrofragmentierungsprozess absorbieren.

Der Energieabsorptionsprozess von schusssicherer Keramik lässt sich in 3 Stufen einteilen.

(1) Erstes Aufprallstadium: Projektilaufprall auf die Keramikoberfläche, so dass der Gefechtskopf stumpf wird, in der Keramikoberfläche zerkleinert wird, um im Prozess der Energieabsorption eine feine und harte Fragmentierung zu bilden.

(2) Erosionsphase: Das abgestumpfte Projektil erodiert weiterhin den Splitterbereich und bildet eine kontinuierliche Schicht aus Keramikfragmenten.

(3) Verformungs-, Riss- und Bruchstadium: Schließlich werden in der Keramik Zugspannungen erzeugt, die sie zerbrechen lassen, gefolgt von der Verformung der Trägerplatte, wobei die gesamte verbleibende Energie durch die Verformung des Trägerplattenmaterials absorbiert wird. Beim Aufprall des Geschosses auf die Keramik werden sowohl das Geschoß als auch die Keramik beschädigt.

Was sind die Materialleistungsanforderungen für kugelsichere Keramik?

Aufgrund der Sprödigkeit der Keramik selbst bricht sie eher, als dass sie sich verformt, wenn sie von einem Projektil getroffen wird. Unter Zugbelastung tritt der Bruch zuerst an inhomogenen Stellen wie Poren und Korngrenzen auf. Um mikroskopische Spannungskonzentrationen zu minimieren, sollte daher Panzerkeramik von hoher Qualität mit geringer Porosität und feiner Kornstruktur sein.