裝甲防護(hù)技術(shù)研究新進(jìn)展

邱　健，王耀剛

(1.陸軍軍官學(xué)院，合肥　230031； 2. 77193部隊(duì)，四川 崇州　611200)

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裝甲防護(hù)技術(shù)研究新進(jìn)展

邱健1，王耀剛2

(1.陸軍軍官學(xué)院，合肥230031； 2. 77193部隊(duì)，四川 崇州611200)

摘要：從材料、結(jié)構(gòu)和處理工藝三方面對(duì)裝甲防護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展情況進(jìn)行綜述，對(duì)一些相關(guān)研究進(jìn)行了分析，并簡(jiǎn)述了材料技術(shù)發(fā)展對(duì)裝甲防護(hù)的影響和未來(lái)裝甲材料發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)學(xué)者進(jìn)一步研究裝甲車(chē)輛防護(hù)技術(shù)有重要參考意義。

關(guān)鍵詞：裝甲防護(hù)技術(shù)；綜述；發(fā)展趨勢(shì)

Citation format:QIU Jian，WANG Yao-gang.Research and Development of Armor Protection Technology[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(3):15-19.

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的高對(duì)抗性對(duì)裝甲防護(hù)技術(shù)提出總的要求：不被發(fā)現(xiàn)、不被命中、不被擊穿、不被摧毀，而裝甲防護(hù)技術(shù)的發(fā)展總伴隨著材料技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。本文對(duì)材料技術(shù)在裝甲防護(hù)中的研究進(jìn)展進(jìn)行評(píng)述，對(duì)未來(lái)裝甲材料研究方向進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1材料技術(shù)在裝甲防護(hù)中的研究

近年來(lái)，隨著新材料在飛機(jī)、船舶 、包裝等領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，裝甲防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域也開(kāi)展了大量的相關(guān)應(yīng)用研究。

1.1泡沫夾層材料

泡沫夾層材料具有高比剛度、高比強(qiáng)度、低密度、高吸能性等特點(diǎn)。在有效吸收沖擊載荷的同時(shí)又能通過(guò)選擇合適的面板、芯材和粘接劑來(lái)滿(mǎn)足特定條件下的使用要求，因此在運(yùn)載火箭、航空、船舶、列車(chē)機(jī)車(chē)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用[1]，同時(shí)泡沫夾層材料某些性能也滿(mǎn)足了裝甲防護(hù)輕質(zhì)量、高強(qiáng)度的要求。萬(wàn)玉敏等[2]采用Instron-Dynatup 9250 HV型落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，分別對(duì)以聚甲基丙烯酰亞胺為夾芯的泡沫夾層復(fù)合材料和碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料層合板進(jìn)行不同能量的沖擊試驗(yàn)。結(jié)果表明泡沫夾層復(fù)合材料的抗沖擊能力明顯優(yōu)于復(fù)合材料層合板。

許多學(xué)者在鋁泡沫夾層材料抗爆性能仿真分析及優(yōu)化上做了大量研究。文獻(xiàn)[3]對(duì)6種鋁泡沫夾層材料的抗爆炸性能進(jìn)行了有限元分析，從變形模式、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和吸能特性等方面對(duì)比研究了6 種夾層結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。從研究結(jié)果可看出前面板剛度越小，越利于泡沫材料芯體變形吸能；背板材料剛度越大，對(duì)減小背板的變形和加速度影響越有利，對(duì)復(fù)合裝甲的設(shè)計(jì)具有很大指導(dǎo)意義。文獻(xiàn)[4]采用動(dòng)力顯式有限元方法，以面比吸能和背板最大變形量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了芯體密度梯度排布對(duì)材料抗爆性能的影響，并與均勻密度鋁泡沫夾層板進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：梯度泡沫芯體的密度排布對(duì)夾層板的抗爆性能影響很大；與同質(zhì)量的均勻密度鋁泡沫夾層板相比，梯度排布材料抗爆性更強(qiáng)。

泡沫夾層材料質(zhì)量輕、強(qiáng)吸能性，對(duì)坦克高爆彈、地雷等依靠能量沖擊彈藥具有較好的防護(hù)效果，但對(duì)金屬射流和鋼芯穿甲彈防護(hù)效果較弱，適合于裝甲車(chē)輛的底盤(pán)、頂部等非直接打擊部位。

1.2鎂合金材料

金屬鎂及鎂合金是目前應(yīng)用的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高，良好的電磁屏蔽能力和易于再生利用等一系列優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧?。但由于鎂合金為hcp結(jié)構(gòu)，滑移系少，室溫成形能力較差、硬度低、生產(chǎn)效率低等種種問(wèn)題，很大程度上制約了變形鎂合金的發(fā)展和應(yīng)用[5]。而大量研究結(jié)果表明，熱變形工藝可以細(xì)化鎂合金晶粒組織并消除鑄造缺陷，提高合金綜合力學(xué)性能，從而擴(kuò)大其使用范圍[6]。

ZK60鎂合金在現(xiàn)有常用鎂合金中強(qiáng)度最高，且密度低、質(zhì)量小，幾乎是所有金屬結(jié)構(gòu)材料中比強(qiáng)度最高的一種，在不久將來(lái)有望成為新型高性能裝甲材料。文獻(xiàn)[7]通過(guò)試驗(yàn)研究了ZK60鎂合金擠壓后的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)行為。試驗(yàn)中先對(duì)ZK60鎂合金鑄態(tài)(Mg-Zn-Zr)進(jìn)行熱處理，爾后通過(guò)金相分析發(fā)現(xiàn)ZK60鎂合金的應(yīng)變率效應(yīng)明顯:應(yīng)變率小于等于2 000 s-1時(shí)，在300℃擠壓時(shí)效后的試樣抗彈性最好；當(dāng)應(yīng)變率為2 600 s-1時(shí)，340℃擠壓時(shí)效后的試樣吸能性最好達(dá)到84.56 J/m3。

抗拉強(qiáng)度在抗彈性能中起著非常重要的作用，要提高裝甲防護(hù)材料的抗沖擊性能，就需要進(jìn)一步研究出具有更高抗拉強(qiáng)度的鎂合金。文獻(xiàn)[8]也以ZK60鎂合金為試驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)對(duì)熱變形態(tài)、熱變形+T5態(tài)、熱變形+T6態(tài)3種不同熱加工態(tài)在高速?zèng)_擊試驗(yàn)下數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)ZK60鎂合金的抗彈性能進(jìn)行了研究，其試驗(yàn)結(jié)果表明：300 ℃熱壓縮變形態(tài)和熱變形+T5態(tài)ZK60合金與變形前均勻態(tài)相比，其抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均有所提高，而熱變形+T6態(tài)性能最低；熱變形+T5態(tài)鎂合金靶板對(duì)應(yīng)彈坑形貎較好，光滑，無(wú)裂紋，抗彈性能較好；而熱變形+T6態(tài)鎂合金靶板對(duì)應(yīng)彈坑周?chē)忻黠@縱向裂紋，抗彈性能較差，如圖1所示。該試驗(yàn)建立了ZK60鎂合金常規(guī)力學(xué)性能與抗彈性能之間的關(guān)系，為擴(kuò)大ZK60合金在裝甲材料領(lǐng)域中的應(yīng)用提供理論研究。

圖1　不同熱加工狀態(tài)ZK60合金靶板對(duì)應(yīng)彈坑的形貌圖

鎂合金有塑性成形能力差、鍛造溫度區(qū)間窄、鍛造過(guò)程降溫快以及對(duì)應(yīng)變速率敏感等特點(diǎn)。文獻(xiàn)[9]采用空氣錘對(duì)ZK21合金進(jìn)行高應(yīng)變速率鍛造成形，對(duì)比研究單向、雙向和三向鍛造合金的顯微組織和力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)鍛造成形時(shí)通過(guò)改變載荷方向可以提高合金所能承受的累積應(yīng)變，從而獲得良好的晶粒細(xì)化效果和優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，為鎂合金高應(yīng)變速率鍛造工藝的制定提供一定的參考。文獻(xiàn)[10]采用納秒脈沖激光對(duì)AZ31鎂合金薄板進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化(Laser shock processing)，采用電子萬(wàn)能高溫拉伸機(jī)測(cè)定激光沖擊前后AZ31鎂合金在室溫和300℃時(shí)熱拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)和抗拉強(qiáng)度，通過(guò)觀察微觀組織、表面形貌和晶粒細(xì)化的變化并綜合之前數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，LSP提高了AZ31鎂合金室溫和高溫抗拉強(qiáng)度。

1.3橡膠材料

橡膠基復(fù)合材料具有密度低、比強(qiáng)度和比模量高、斷裂安全性好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)和制作工藝良好等優(yōu)點(diǎn)，作為防護(hù)材料可被用于裝甲車(chē)輛、飛機(jī)、艦船和單兵裝備。國(guó)內(nèi)外學(xué)者很早就對(duì)此進(jìn)行了初步探索。早在1992年，Gov N[11]就認(rèn)為橡膠夾層復(fù)合裝甲在抗射流侵徹方面與爆炸反應(yīng)裝甲有著類(lèi)似的效果; Yaziv D[12]的研究發(fā)現(xiàn)，與爆炸反應(yīng)裝甲相比，橡膠復(fù)合裝甲具有安全、不受環(huán)境以及局部損傷影響等優(yōu)勢(shì)。文獻(xiàn)[13]運(yùn)用LS-DYNA動(dòng)力學(xué)分析軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，采用剩余穿深法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，針對(duì)具有不同天然橡膠夾層厚度的陶瓷/橡膠/鋼復(fù)合靶，研究其在不同常用傾角(30°和60°)下的射流侵徹情況。文獻(xiàn)[14]在Bernoulli方程和能量守恒定律的基礎(chǔ)上，以流變學(xué)理論為框架，建立了聚能射流垂直侵徹橡膠復(fù)合裝甲時(shí)面板和背板變形的理論模型，并結(jié)合數(shù)值模擬和X光試驗(yàn)對(duì)理論模型進(jìn)行了對(duì)比分析。文獻(xiàn)[15]利用AUTODYN軟件分別模擬傾角或靶板各層厚度不同時(shí)射流侵徹橡膠復(fù)合靶板的過(guò)程，通過(guò)對(duì)比分析不同傾角時(shí)射流速度和偏轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律，得到傾角對(duì)橡膠復(fù)合靶板防護(hù)性能的影響規(guī)律；用正交試驗(yàn)的方法得到在一定范圍內(nèi)，復(fù)合靶板防護(hù)性能相對(duì)較強(qiáng)的各層厚度。其試驗(yàn)仿真、試驗(yàn)結(jié)果證明傾角的存在會(huì)使射流破碎的現(xiàn)象更加明顯，對(duì)射流的干擾效果更加顯著，同時(shí)還指出面板厚度較夾層和背板厚度對(duì)防護(hù)性能更具有積極影響。

1.4含能材料

當(dāng)前爆炸反應(yīng)裝甲含能材料研究的熱點(diǎn)是六硝基六氮雜異伍茲烷(ε-HNIW)，美國(guó)代號(hào)CL-20，是當(dāng)前已實(shí)現(xiàn)批量合成的能量水平最高的高能量高密度化合物，比奧克托今(HMX)的爆熱高9.2%，密度高7%，爆速高5%，國(guó)內(nèi)外圍繞HNIW的制造合成工藝與改進(jìn)措施開(kāi)展了大量工作，取得了顯著成果[16]。但串聯(lián)戰(zhàn)斗部彈藥的發(fā)展十分迅速，理論上可讓現(xiàn)役爆炸反應(yīng)裝甲喪失作用。文獻(xiàn)[17]指出利用尼龍的低聲阻抗材料特性，將其作為穿-破串聯(lián)戰(zhàn)斗部前級(jí)裝藥的藥型罩材料，可實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸反應(yīng)裝甲的穿而不爆，為后續(xù)主射流開(kāi)辟通道，使戰(zhàn)斗部威力最大化。因此眾多學(xué)者一直在探究調(diào)節(jié)含能材料敏感度的工藝，以適應(yīng)不斷發(fā)展的反ERA彈藥。文獻(xiàn)[18]采用溶劑-反溶劑重結(jié)晶工藝制備出3種不同粒徑和晶形的ε-HNIW，測(cè)試了撞擊、摩擦感度和熱分解性能，結(jié)果表明影響ε-HNIW撞擊、摩擦和熱分解的主要因素依次是粒徑、粒度分布和晶形，同時(shí)證明溶劑-反溶劑重結(jié)晶工藝是一種安全、快捷、高效獲得不同粒徑ε-HNIW晶體的方法。為了制備粒徑更小的ε-HNIW結(jié)晶，文獻(xiàn)[19]研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為結(jié)晶控制劑對(duì)粒徑大小的影響，結(jié)果表明PVP的加入效果明顯，粒徑明顯減小，分布變窄，基本消除了團(tuán)聚現(xiàn)象，粒徑達(dá)到1.31μm的水平。文獻(xiàn)[20]提出了一種利用微團(tuán)化動(dòng)態(tài)結(jié)晶法來(lái)制備超細(xì)ε-HNIW的方法，并討論了炸藥溶液濃度、溫度和攪拌時(shí)間對(duì)細(xì)化炸藥粒度的影響，與文獻(xiàn)[19]結(jié)果相比，其制備平均粒徑只有1.36μm的水平，與前者水平相當(dāng)。文獻(xiàn)[21]研究了ε-六硝基六氮雜異伍茲烷(ε-HNIW)/F2311界面結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，為高聚物黏結(jié)炸藥壓制工藝提供了重要參考。

2新結(jié)構(gòu)在裝甲防護(hù)中的的研究

在裝甲防護(hù)技術(shù)研究中，裝甲結(jié)構(gòu)的改變也可以顯著提高防護(hù)性能。比如較早的間隙裝甲技術(shù)，反應(yīng)裝甲模塊化技術(shù)以及當(dāng)前美軍最新的V型防爆底盤(pán)結(jié)構(gòu)。如今蜂窩結(jié)構(gòu)、點(diǎn)陣金屬結(jié)構(gòu)等在裝甲防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究中逐漸增多。

2.1蜂窩結(jié)構(gòu)

蜂窩材料是一種多孔結(jié)構(gòu)，具有較高的比強(qiáng)度、比剛度和較好的隔音、隔振、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，因而在航空、航天、航海、包裝、建筑、交通工具、能源等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn)[22]介紹了蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用以及航空用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)原材料性能與選擇依據(jù)；文獻(xiàn)[23]提出十字型蜂窩結(jié)構(gòu)在飛機(jī)機(jī)翼蒙皮上的應(yīng)用，研究表明該蜂窩結(jié)構(gòu)在減輕質(zhì)量的同時(shí)能有效提高蒙皮面的抗彎剛度。為進(jìn)一步研究蜂窩結(jié)構(gòu)的抗彈性能，文獻(xiàn)[24]使用LS-DYNA顯式非線(xiàn)性有限元方法模擬蜂窩夾層板(HSPs)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，分析3種不同配置下蜂窩結(jié)構(gòu)的抗彈性能，發(fā)現(xiàn)由于HSPs負(fù)泊松比效應(yīng)，增大蜂窩結(jié)構(gòu)凹角可以使HSPs的抗彈性能達(dá)到最佳，建立了彈體剩余速度的經(jīng)驗(yàn)公式表征結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)速度的影響。蜂窩結(jié)構(gòu)同時(shí)具有良好的吸能特性，文獻(xiàn)[25]以蜂窩結(jié)構(gòu)作為復(fù)合夾層板芯材料，采用數(shù)值模擬方法對(duì)比分析了橫、豎向放置、有無(wú)橡膠填充四種結(jié)構(gòu)形態(tài)的變形及吸能特性。結(jié)果證明填充橡膠后蜂窩結(jié)構(gòu)吸能效果明顯提升。文獻(xiàn)[26]提出了一種幾何參數(shù)或材料參數(shù)沿厚度方向梯度漸變的蜂窩材料模型，其研究結(jié)果表明吸能和壓縮效率都發(fā)生顯著改善。文獻(xiàn)[27]討論了不同沖擊載荷作用下屈服強(qiáng)度梯度對(duì)圓形蜂窩材料面內(nèi)沖擊性能的影響。

2.2點(diǎn)陣金屬結(jié)構(gòu)

點(diǎn)陣金屬材料一般是指由金屬桿、板等微元件按一定的規(guī)則重復(fù)排列構(gòu)成的空間桁架結(jié)構(gòu)，具有體密度小、比表面積大、比力學(xué)性能高等特點(diǎn)，如圖2所示。將其作為芯材的夾芯結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊載荷作用下因結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)失穩(wěn)產(chǎn)生巨大的塑性變形并轉(zhuǎn)化為熱能，可吸收掉大部分的沖擊能量，因而具有優(yōu)良的緩沖吸能和抗爆炸沖擊性能，故較早就在艦船結(jié)構(gòu)水下抗爆問(wèn)題的研究中得到重視，如今點(diǎn)陣金屬夾芯結(jié)構(gòu)應(yīng)用于輕質(zhì)裝甲以增加其抗爆性能的研究也開(kāi)始增多。點(diǎn)陣金屬夾芯結(jié)構(gòu)抗爆炸沖擊問(wèn)題是一個(gè)非均質(zhì)材料結(jié)構(gòu)在動(dòng)載作用下響應(yīng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，關(guān)于點(diǎn)陣金屬材料的力學(xué)特性研究正處于基礎(chǔ)研究階段，主要集中在點(diǎn)陣金屬夾芯梁、板等結(jié)構(gòu)的抗爆炸沖擊和彈道沖擊方面[28]。文獻(xiàn)[29]對(duì)三種點(diǎn)陣金屬體芯體的“三明治”板結(jié)構(gòu)抗侵徹性進(jìn)行了研究，采用顯式動(dòng)力有限元軟件LS-DYNA進(jìn)行建模分析，發(fā)現(xiàn)在孔隙中加入陶瓷和環(huán)氧樹(shù)脂作為填充材料后加劇了彈丸的偏航和消蝕，有效地提高了結(jié)構(gòu)整體抗侵徹性。

李清遠(yuǎn)[30]發(fā)明了一種基于梯度結(jié)構(gòu)和鋁泡沫材料的輕質(zhì)裝甲結(jié)構(gòu)，其借鑒了高孔隙率多孔金屬結(jié)構(gòu)，在面層與背層上均勻開(kāi)孔，且相互錯(cuò)開(kāi)，不僅有益于改變射彈體的方向，而且極大地減輕了裝甲整體質(zhì)量，兼顧了輕質(zhì)和防彈要求。隨著研究的深入，越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)技術(shù)被提出，但其應(yīng)用發(fā)展還需要做更多進(jìn)一步的研究。

圖2　點(diǎn)陣金屬材料典型的金字塔型結(jié)構(gòu)[27]

3處理工藝改進(jìn)在裝甲防護(hù)中的研究

在裝甲防護(hù)技術(shù)研究中，膠粘、焊接等技術(shù)的改進(jìn)也有助于提高其防護(hù)水平。大量實(shí)踐證明，不同的材料之間的連接工藝也會(huì)造成材料整體性能的不同。環(huán)氧樹(shù)脂具有穩(wěn)定性好、成型收縮率低、工藝性好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用于膠粘劑、電子儀表、輕工、機(jī)械、航天航空等領(lǐng)域。但固化后的環(huán)氧樹(shù)脂脆性大，剝離強(qiáng)度低，面對(duì)高溫、高沖擊載荷的環(huán)境很容易發(fā)生脫落，使其在裝甲復(fù)合材料上應(yīng)用大大受限。文獻(xiàn)[31]為改善UHMWPEF/CF復(fù)合裝甲材料的層間粘接效果，采用α-甲基丙烯酸E-5環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性試驗(yàn)，通過(guò)研究催化劑種類(lèi)、用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)程度的影響，發(fā)現(xiàn)改性后平均T剝離強(qiáng)度提高了22.5%。

隨著新型防彈車(chē)輛設(shè)計(jì)的發(fā)展，對(duì)防彈車(chē)輛焊縫的強(qiáng)度、塑性、低溫韌性和抗彈性能都提出了新要求。而目前高強(qiáng)度防彈鋼板的焊接一直采用較軟的奧氏體或鐵素體焊條焊絲，屈服強(qiáng)度不超過(guò)600 MPa，裂紋敏感性很高，在高強(qiáng)度載荷下極易出現(xiàn)起裂和裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象。文獻(xiàn)[32]通過(guò)對(duì)屈服強(qiáng)度1 500 MPa級(jí)以上的30MnCrNiMo防彈鋼板和配套的兩種Ni-Cr-Mo系高強(qiáng)鋼實(shí)芯焊絲進(jìn)行斜Y型抗裂性試驗(yàn)，研究環(huán)境條件以及不同焊接熱輸入對(duì)高強(qiáng)鋼實(shí)芯焊絲抗裂性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：在不預(yù)熱條件下，控制環(huán)境條件和熱輸入可以阻止焊絲裂紋起裂與擴(kuò)展；含Ni量高的焊絲抗裂性能優(yōu)于含Ni量低的焊絲。

根據(jù)短板效應(yīng)，裝甲的總體抗彈性能是由焊接區(qū)域的彈道極限決定。文獻(xiàn)[33]對(duì)傳統(tǒng)的氣體保護(hù)金屬極弧焊(GMAW)工藝進(jìn)行了研究，引入彈道極限預(yù)測(cè)模塊，通過(guò)焊態(tài)材料的特性預(yù)測(cè)彈道極限，將原來(lái)的五模塊系統(tǒng)提升為六模塊系統(tǒng)。并通過(guò)電阻對(duì)焊在經(jīng)典的裝甲材料A46100鋼上進(jìn)行了性能驗(yàn)證，結(jié)果表明材料的微觀結(jié)構(gòu)分布和A46100上的彈道極限與理論分析一致，大大提高了GMAW工藝。

國(guó)外很多學(xué)者在探究SiC顆粒大小范圍分布和顆粒特性上做了很多研究，結(jié)果顯示：控制顆粒大小的范圍能以一種特有的方式影響材料的斷裂性能。文獻(xiàn)[34]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)表面活性劑在燒結(jié)SiC陶瓷過(guò)程中可以吸附在SiC表面，從而控制C、B和N的燒結(jié)比例，是一種值得考慮的控制C需求量的措施，同時(shí)能夠優(yōu)化微觀結(jié)構(gòu)，減少裂紋。而采用聯(lián)合沉淀的方法可以進(jìn)一步降低燒結(jié)溫度，從而更好控制結(jié)構(gòu)顆粒的大小。兩種方法的結(jié)合，為改進(jìn)陶瓷裝甲彈道極限性能提供了可能。

4總結(jié)與展望

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，裝甲防護(hù)材料的研究與應(yīng)用日趨廣泛，結(jié)構(gòu)復(fù)合化一直是防護(hù)材料的主要發(fā)展趨勢(shì)。如功能梯度材料(FGM)是一種集高強(qiáng)度與高耐熱性于一體的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，目前主要應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)藥、核能、汽車(chē)制造等對(duì)耐磨、耐高溫性能要求苛刻的領(lǐng)域，但憑借其良好的性能，在裝甲防護(hù)領(lǐng)域也將會(huì)有大的發(fā)展。綜上所述當(dāng)前裝甲防護(hù)材料相關(guān)研究十分廣泛，不論在材料選擇還是結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面都有大量研究，但成熟應(yīng)用還需要進(jìn)行更多理論實(shí)踐，獲得更多經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)復(fù)合化和性能綜合化將是未來(lái)裝甲防護(hù)材料技術(shù)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]李濤,陳蔚,成理.泡沫夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009,14(5):3-5.

[2]萬(wàn)玉敏,張發(fā),竺鋁濤.泡沫夾層復(fù)合材料與復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊性能的比較[J].機(jī)械工程材料,2014,38(7):90-94.

[3]韓守紅,呂振華.鋁泡沫夾層結(jié)構(gòu)抗爆炸性能仿真分析及優(yōu)化[J].兵工學(xué)報(bào),2010,31(11):1468-1474.

[4]亓呂,楊麗君,楊姝.梯度泡沫夾層結(jié)構(gòu)抗爆性能仿真與優(yōu)化[J].振動(dòng)與沖擊,2013,32(13):70-75.

[5]宋鵬飛,王敬豐,潘復(fù)生.高強(qiáng)度變形鎂合金的研究現(xiàn)狀及展望[J].兵器材料科學(xué)與工程,2010,33(4):85-90.

[6]陳振華.變形鎂合金[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:2-10.

[7]JU J Y,ZHANG Z M,HU Y.Study on dynamic mechanical behavior of ZK60 magnesiumalloy[J].Hot Working Technology,2015,44(9):115-117.

[8]楊亞琴,張治民,李保成.形變熱處理ZK60鎂合金抗彈性能研究[J].兵器材料科學(xué)與工程,2015,38(2):57-60.

[9]吳遠(yuǎn)志,嚴(yán)紅革,朱素琴.鍛造方式對(duì)ZK21鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,46(2):444-451.

[10]張青來(lái),王榮,張冰昕.激光沖擊強(qiáng)化對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能和組織結(jié)構(gòu)的影響[J].中國(guó)激光,2015,42(3):1-7.

[11]HELD M.Disturbance of shaped charge jets by bulging armour[J].Propellants,Explosive,Pyrotechnics,2001,26(5):45-57.

[12]YAZIV D,FRILING S,GOV N.The interaction of inert cassettes with shaped charge jets[C]//Mayseless M.Proceedings of the 15th International Symposium on Ballistics.Jerusalem,Israel:Amament Development Authority,1995:461―467.

[13]言克斌,黃正祥,劉榮忠.射流侵徹陶瓷/橡膠/鋼復(fù)合靶的數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J].高壓物理學(xué)報(bào),2014,28(4)：467-472.

[14]賈鑫,黃正祥,祖旭東.聚能裝藥垂直侵徹橡膠復(fù)合裝甲的變形研究[J].工程力學(xué),2013,30(2):451-457.

[15]李瑞靜,曹紅松,張會(huì)鎖.陶瓷橡膠復(fù)合裝甲防護(hù)性能影響因素研究[J].兵器材料科學(xué)與工程,2014.37(5):116-121.

[16]龐思平,申帆帆,呂芃浩.六硝基六氮雜異伍茲烷合成工藝研究進(jìn)展[J].兵工學(xué)報(bào),2014,35(5):725-732.

[17]崔斌,王志軍,董方棟.尼龍射流沖擊夾層裝藥的仿真研究[J].兵器材料科學(xué)與工程,2014,37(6):86-88.

[18]郭學(xué)永,姜夏冰,于蘭.粒徑和晶形對(duì)ε-HNIW感度的影響[J].火炸藥學(xué)報(bào),2013,36(1):29-33.

[19]鄧延平,張景林,王金英.ε-HNIW制備過(guò)程中晶形控制劑的影響研究[J].火工品,2013(5):28-31.

[20]王瑞浩,晉日亞,張偉.超細(xì)ε-HNIW的制備及表征[J].火工品,2015(1):34-37.

[21]王東旭,陳樹(shù)林,李麗潔.ε-HNIW/F2311 PBX界面結(jié)構(gòu)力學(xué)行為模擬[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(2):213-217.

[22]程文禮,袁超,邱啟艷.航空用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)及制造工藝[J].航空制造技術(shù),2015,10(7):95-98.

[23]程文杰,周麗,張平.零泊松比十字形混合蜂窩設(shè)計(jì)分析及其在柔性蒙皮中的應(yīng)用[J].航空學(xué)報(bào),2015,36(2):680-690.

[24]CHANG QI,SHU YANG,DONG WANG.Ballisitc resistance of honeycomb ssandwich panels under in-plane high-velocity impact[J].The ScientificWorld Journal,2013,34(3):1-20.

[25]朱易,黃正祥,祖旭東.爆炸載荷下蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)吸能特性研究[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào),2014,34(3):194-198.

[26]樊喜剛,尹西岳,陶勇.梯度蜂窩面外動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)行為與吸能特性研究[J].固體力學(xué)學(xué)報(bào),2015,36(2):114-121.

[27]何強(qiáng),馬大為,張震東.分層屈服強(qiáng)度梯度蜂窩材料的動(dòng)力學(xué)性能研究[J].工程力學(xué),2015,32(4):191-196.

[28]YI JIANKUN,MA HANYU,ZHU JIANSHENG.Review of explosion and shock wave resistance of metallic lattice sandwich structure[J].Ordnance Material Science And Enginerring,2014,37(2):116-120.

[29]倪長(zhǎng)也,金峰,盧天健.3種點(diǎn)陣金屬三明治板的抗侵徹性能模擬分析[J].力學(xué)學(xué)報(bào),2010,42(6):1125-1136.

[30]敬霖,王志華,趙隆茂.多孔金屬及其夾芯結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的研究進(jìn)展[J].力學(xué)與實(shí)踐,2015,37(1):1-48.

[31]周珊珊,朱波,孫永連.UHMWPEF/CF復(fù)合裝甲樹(shù)脂膠粘特性研究[J].高科技纖維與應(yīng)用,2015,40(1):39-41.

[32]彭杏娜,彭云,張曉牧.防彈鋼板用高強(qiáng)Ni-Cr-Mo系焊接材料抗裂性研究[J].兵器材料科學(xué)與工程,2015,38(1):5-9.

[33]GRUJICIC M,SNIPE J S,GALGALIKAR R.Ballistic-Failure Mechanisms in Gas Metal Arc Welds of Mil A46100 Armor-Grade Steel:A Computational Investigation[J].Journal of Materials Engineering and Performance,2014.23(9):3018-3125.

[34]HABER R A,MCCAULEY J W.Dynamic Behavior and Optimization of Advanced Armor Ceramics[R].January-December 2011 Annual Report of US Army Research Laboratory,2015(3):68-92.

[35]房凌暉,鄭翔玉,馬麗，等.坦克裝甲車(chē)輛裝甲防護(hù)發(fā)展研究[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2014(2):23-26.

(責(zé)任編輯周江川)

Research and Development of Armor Protection Technology

QIU Jian1，WANG Yao-gang2

(1.Army Officer Academy of PLA, Hefei 230031, China;2.The No. 77193rdTroop of PLA, Chongzhou 611200, China)

Abstract:The research progress of armor protection technology was summarized from three aspects of material, structure and process, and some co-relational studies were analyzed, and the influence on the armor protection and the armor materials development tendency in the future were briefly described. It has important reference value for the scholars to the further study of the armor protection technology.

Key words:armor protection technology; review; development tendency

文章編號(hào)：1006-0707(2016)03-0015-05

中圖分類(lèi)號(hào)：TJ811

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.11809/scbgxb2016.03.004

作者簡(jiǎn)介：邱健(1987—)，男，碩士研究生，主要從事裝甲車(chē)輛故障診斷研究。

收稿日期：2015-07-27；修回日期：2015-08-20

本文引用格式：邱健，王耀剛.裝甲防護(hù)技術(shù)研究新進(jìn)展[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2016(3):15-19.

【裝備理論與裝備技術(shù)】