氧化鋁陶瓷和金屬的防彈機(jī)理有很大的不同,金屬是由于塑性變形而吸收射彈的動(dòng)能,而陶瓷是由于其破裂而吸收射彈的動(dòng)能。通常,陶瓷裝甲系統(tǒng)是由單片陶瓷或陶瓷—金屬復(fù)合物并覆蓋有高抗張強(qiáng)度有機(jī)纖維結(jié)合的尼龍布層所組成。
在子彈的沖擊下,氧化鋁陶瓷正面是被破碎而剩余的能量則被反面軟增強(qiáng)材料所吸收,反面材料必須能支持住子彈沖擊后陶瓷材料的碎片和子彈本身。當(dāng)然作為防彈陶瓷要求的性能較多,包括了密度和氣孔率、硬度、斷裂韌性、楊氏模量、聲速、機(jī)械強(qiáng)度等,任何一個(gè)性能都不能與整體防彈性能有直接和決定性的關(guān)系,因而斷裂機(jī)理十分復(fù)雜,裂紋形成是由許多因素引起的,而且發(fā)生的時(shí)間十分短暫。
氧化鋁防彈陶瓷的氣孔率應(yīng)盡量低,以提高硬度和楊氏模量;而且它的硬度要求很高,應(yīng)高于飛行彈頭的硬度;聲音在氧化鋁陶瓷中傳播的速度,表示陶瓷沖擊面上消耗能量的能力,高的聲速也間接表示陶瓷有良好的致密化和低的封閉氣孔。
現(xiàn)有的防彈陶瓷主要分為兩類,分別是單片陶瓷結(jié)構(gòu)和陶瓷復(fù)合物結(jié)構(gòu),單片結(jié)構(gòu)陶瓷包括氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷,以及二元系統(tǒng)。一般來說,非氧化物陶瓷具有更高的物理性能和相對低的密度,作為防彈比氧化鋁陶瓷更有利。然而,這些材料制造方法多用價(jià)格較貴的熱壓,不易產(chǎn)業(yè)化。但熱壓可提高防彈陶瓷的機(jī)械性能。
而且陶瓷基復(fù)合物具有高的防彈性能,這是因?yàn)橛懈叩臋C(jī)械性能,特別是斷裂韌性。在射彈沖擊之后,與單片陶瓷相比,陶瓷基復(fù)合物具有較好的完整性。所以氧化鋁陶瓷很適合作為防彈陶瓷。