21世紀以來,防彈陶瓷發展迅速,種類更多,包括氧化鋁、碳化矽、碳化硼、氮化矽、硼化鈦等,其中氧化鋁陶瓷(Al2O3)、碳化矽陶瓷(SiC)、碳化硼陶瓷(B4C) 是最廣泛使用的。
氧化鋁陶瓷密度最高,但硬度相對較低,加工門檻低,價格低廉。
碳化矽陶瓷的密度相對較低,硬度較高,是性價比高的結構陶瓷,因此也是我國應用最廣泛的防彈陶瓷。
碳化硼陶瓷在這幾類陶瓷中密度最低,硬度最高,但同時它的加工要求也很高,需要高溫高壓燒結,因此成本也是這三者中最高的陶瓷。
比較這三種比較常見的防彈陶瓷材料,氧化鋁防彈陶瓷成本最低,但防彈性能遠不如碳化矽和碳化硼,所以目前的防彈陶瓷供應多為碳化矽和碳化硼防彈。
碳化矽共價鍵極強,在高溫下仍具有高強度鍵合。這種結構特點賦予了碳化矽陶瓷優異的強度、高硬度、耐磨、耐腐蝕、高導熱性、良好的抗熱震性等性能;同時,碳化矽陶瓷價格適中,性價比高,是最有發展前景的高性能裝甲防護材料之一。 SiC陶瓷在裝甲防護領域有著廣泛的發展空間,在便攜式裝備、特種車輛等領域的應用趨於多元化。作為防護裝甲材料,考慮到成本和特殊應用等因素,通常將小排陶瓷板與復合背襯粘合形成陶瓷複合靶板,以克服陶瓷因拉應力而失效,並確保僅單片彈丸穿透時被壓碎而不損壞整個裝甲。
碳化硼被稱為僅次於金剛石和立方氮化硼的第三硬材料,硬度可達3000 kg/mm2;低密度,僅 2.52 g/cm3,;高彈性模量,450 GPa;其熱膨脹係數低,導熱係數高。此外,碳化硼化學穩定性好,耐酸鹼腐蝕;並且與大部分熔融金屬不潤濕且不相互作用。碳化硼還具有非常好的中子吸收能力,這是其他陶瓷材料所不具備的。 B4C的密度是幾種常用裝甲陶瓷中最低的,其高彈性模量使其成為軍用裝甲和航天領域材料的良好選擇。 B4C的主要問題是其價格昂貴且易碎,這限制了其作為防護裝甲的廣泛應用。