裝甲防護的基本原理是消耗射彈能量,使其減速並使其無害。大多數傳統工程材料,如金屬,通過結構變形吸收能量,而陶瓷材料通過微破碎過程吸收能量。
防彈陶瓷的能量吸收過程可分為3個階段。
(1)衝擊初始階段:彈丸衝擊陶瓷表面,使彈頭變鈍,在吸收能量的過程中在陶瓷表面破碎形成細小堅硬的破片。
(2)侵蝕階段:變鈍的彈丸繼續侵蝕破片區,形成連續的陶瓷碎片層。
(3) 變形、開裂和斷裂階段:最後,陶瓷中產生拉應力導致其破碎,隨後是背板變形,所有剩餘能量被背板材料的變形吸收。在彈丸撞擊陶瓷的過程中,彈丸和陶瓷都受到損壞。
防彈陶瓷的材料性能要求是什麼?
由於陶瓷本身的脆性,它在受到彈丸衝擊時會破裂而不是變形。在拉伸載荷下,斷裂首先發生在非均勻位置,例如孔隙和晶界。因此,為了盡量減少微觀應力集中,裝甲陶瓷應該具有低孔隙率和細晶粒結構的高質量。