Основной принцип защиты брони состоит в том, чтобы потреблять энергию снаряда, замедлять его и обезвреживать. Большинство обычных инженерных материалов, таких как металлы, поглощают энергию за счет структурной деформации, в то время как керамические материалы поглощают энергию за счет процесса микрофрагментации.
Процесс поглощения энергии пуленепробиваемой керамикой можно разделить на 3 этапа.
(1) Начальная стадия удара: удар снаряда по керамической поверхности, так что боеголовка затупляется, керамическая поверхность дробится, образуя мелкие и твердые осколки в процессе поглощения энергии.
(2) Стадия эрозии: затупившийся снаряд продолжает разрушать зону фрагментации, образуя сплошной слой керамических фрагментов.
(3) Стадия деформации, растрескивания и разрушения: наконец, в керамике возникают растягивающие напряжения, вызывающие ее разрушение, после чего следует деформация опорной пластины, при этом вся оставшаяся энергия поглощается деформацией материала опорной пластины. При ударе снаряда о керамику повреждается и снаряд, и керамика.
Каковы требования к характеристикам материала для пуленепробиваемой керамики?
Из-за хрупкости самой керамики она скорее ломается, чем деформируется при ударе снаряда. При растягивающей нагрузке разрушение сначала происходит в неоднородных местах, таких как поры и границы зерен. Поэтому для минимизации микроскопических концентраций напряжений бронекерамика должна быть высокого качества с низкой пористостью и мелкозернистой структурой.