隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代化武器的毀傷力越來越強，人們對于防彈材料的重視程度也越來越高。特種陶瓷作為當下很受歡迎的防彈材料，在防彈領(lǐng)域中發(fā)揮出了重要作用。特種陶瓷具有高強度、高硬度、低密度、耐腐蝕、高耐磨等特點，比金屬防彈材料重量輕、負荷小，在防彈衣等單兵防彈裝備中優(yōu)勢極為明顯。目前，已工程化應(yīng)用的防彈陶瓷主要有氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、碳化硼、氮化鋁、氮化硅、硼化鈦等。其中，碳化硅是近年來國內(nèi)外應(yīng)用研究較多的陶瓷材料，將碳化硅用作防彈材料是近年來國內(nèi)外研究的熱點。
 

        防彈陶瓷中使用較多的有氧化鋁、碳化硅和碳化硼三種材料。氧化鋁陶瓷防彈片（俗稱白片）在三者中硬度低（HRA90）、密度大，但價格便宜；碳化硼陶瓷防彈片在三者中硬度高、密度低，性能最好，但是價格也遠超其它兩種材料。相比較而言，碳化硅陶瓷防彈片（俗稱黑片）硬度可達HRA92，密度僅為氧化鋁防彈片的82%，價格適中，因此應(yīng)用廣泛。

        碳化硅(SiC)主要有兩種晶體結(jié)構(gòu)，即立方晶系的β- SiC和六方晶系的α- SiC，它是共價鍵很強的化合物，其Si--C鍵的離子型僅12%左右，因此，相對于氧化鋁、碳化硼等其他陶瓷，它具有更加優(yōu)良的力學(xué)性能、抗氧化性、更高的抗磨損性以及更低的摩擦系數(shù)等，此外它熱穩(wěn)定性好、高溫強度高、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大以及抗熱震和耐化學(xué)腐蝕性好等優(yōu)良特性受到了各國軍事專家的青睞，并被廣泛運用。

        但是其韌性低這一致命缺點仍是個亟待解決的問題。碳化硅的分子結(jié)構(gòu)和特性決定了其具有韌性較低的特點，當受到子彈撞擊的時候，其超高的強度完全可以抵抗巨大的子彈動能，并瞬間將子彈擊碎，但是它本身也會在受到撞擊的瞬間發(fā)生龜裂甚至碎裂成片，這使得碳化硅陶瓷板只能作為一次性插板使用，通常是不可以抵御連續(xù)多次射擊的。不過目前許多材料分子學(xué)領(lǐng)域的研究學(xué)者表示碳化硅的這個韌性低的缺點理論上是可以通過控制燒結(jié)過程和陶瓷纖維編制來彌補和克服的。這將極大的拓寬碳化硅在防彈領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，使之成為制造防彈裝備的理想材料。
 

精城特瓷碳化硅防彈板

 

        裝甲防護的基本原理是消耗子彈能量、使子彈減速并達到無害。絕大部分傳統(tǒng)的工程材料，如金屬材料通過結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形來吸收能量，而陶瓷材料則是通過微破碎過程吸收能量。

        碳化硅防彈陶瓷的吸能過程大致可分為3個階段：

        （1）初始撞擊階段：子彈撞擊陶瓷表面，使彈頭變鈍，在陶瓷表面粉碎形成細小且堅硬的碎塊區(qū)的過程中吸收能量；

        （2）侵蝕階段：變鈍的子彈繼續(xù)侵蝕碎塊區(qū)，形成連續(xù)的陶瓷碎片層；

        （3）變形、裂縫和斷裂階段：最后陶瓷中產(chǎn)生張應(yīng)力使陶瓷碎裂，隨后背板變形，剩余的能量全部由背板材料的變形所吸收。子彈撞擊陶瓷的過程中，子彈和陶瓷均受到破壞。

        從性能、價格、發(fā)展前景等方面來衡量，碳化硅防彈陶瓷都具有很高的研究價值，在防彈領(lǐng)域中的應(yīng)用也會越來越廣泛！