坦克装甲及穿甲中的复合材料.

• 英国的“挑战者”、俄罗斯的T-90、日本10式、美国的 “艾布拉姆斯”和德国的“豹”2坦克，都采用了含有陶 瓷的复合材料装甲，这类陶瓷装甲不仅大大减轻了坦克的 重量，还提高了灵活机动作战能力。
T-90
5、贫铀装甲
贫铀装甲即为掺杂了贫铀金属的复合装甲，铀的密度为钢 的2.5倍，提高靶板材料密度将降低长杆式穿甲弹的侵彻深 度。且铀合金可获得高强度、高韧性，有利于提高靶的抗侵 彻能力。 贫铀是制造铀燃料过程中经燃烧后产生的铀杂质。其主要 成分是不具放射性的铀238，故称“贫化铀”，简称“贫 铀”。 贫铀的硬度和强度都不高，必须添加别的成分制成贫铀合 金，再经过热处理。把贫铀合金制成网状结构嵌入钢质基体 内做成装甲块，然后嵌入坦克外壳，就成为贫铀装甲
1、玻璃纤维复合材料装甲
• 早在二次世界大战期间美国已开始进行玻璃纤维复合装甲 的研究，并成功研制了玻纤/聚酯装甲材料，随着S-2 高强 玻璃纤维的出现，高性能玻璃纤维复合材料作为较廉价的 抗弹装甲材料成为第一代复合装甲材料。 • 对于同一口径、同一种类的弹丸，玻璃钢复合装甲的抗弹 能力可达到钢的3倍以上。并对破甲弹具有使射流弯曲、 不规则断裂失稳的能力，使射流临界侵彻速度明显提高。 • 此外玻璃纤维复合材料对于核辐射也具有极强的衰减作用。
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前苏联于1960 年代初生产的T-64主战坦克的炮塔和车体采用“钢+ 增强玻璃 纤维+ 钢”的三明治结构，成为世界上第一款全面使用复合装甲的主战坦克。 其后研制生产的T-72、 T-80 和T-95坦克的复合装甲结构中也都延用高强玻 纤作为装甲夹层防护材料。
T-80Байду номын сангаасT-72
T-95
• 早期美国陆军材料与力学研究中心(AMMRC)用玻纤复合材料制造出 了炮塔结构件，这种新型材料炮塔不仅满足了车体结构强度和防弹性 能要求，而且还使车体的质量减轻了约12.5 %。 • 此后美国的联合防务公司分别于1989 年和1997 年制造的“布雷德利” 复合装甲型步兵战车和复合装甲型装甲车（CAV），均采用S-2 型高 强玻纤和聚酯树脂模压工艺制备结构复合材料，并在车辆外侧可再镶 嵌高硬度陶瓷以提高装甲防护能
豹2
• 目前，各军事强国的主战坦克，大都采用陶瓷复合装甲。典型的先进 复合装甲结构是以陶瓷为面板，纤维复合材料为背板，中间用胶粘剂 粘接，陶瓷表面覆盖一层尼龙布止裂层。如下图所示：
• 这种结构的防护机理是：当弹体侵彻装甲时，首先撞击到陶瓷面板，利 用陶瓷的高强度、高模量、高压缩强度来破坏弹体，降低弹体的速度， 增大弹丸与装甲的作用面积，同时破坏的陶瓷与弹体相互磨蚀，阻止弹 体的进一步侵彻。然后利用复合材料背板良好的冲击性能和变形能力来 吸收弹体和破碎陶瓷的剩余能量，使弹体不能穿透背板，从而达到防护 的目的。
M1主战坦克
3、UHMWPE 纤维复合材料装甲
• UHMWPE纤维是继芳纶之后开发的第三代抗弹纤维，它 具有密度低、抗吸湿性好、耐磨性好良好的动能吸收性等 特点。 • 此外，在同等面密度时UHMWPE 纤维复合材料防弹能力 比芳纶复合材料高约25 %
4、陶瓷复合装甲材料
• 相对于其他装甲，陶瓷装甲具有硬度高、质量轻的优点， 其对动能弹和弹药破片的防御能力都很强，已成为一种广 泛应用于防弹衣、车辆和飞机等装备的防护装甲。同时， 由于陶瓷装甲碎裂后长生的碎片远小于反应装甲，使得陶 瓷装甲更能胜任附加装甲的角色，堪称物美价廉的防护利 器。
穿甲弹早在十九世纪便已在战场厮杀，当时，它主要 对付装甲战船，用得还不普遍。 第一次世界大战中坦克面世，装甲弹才 风风火火冲进 战场。穿甲弹在与坦克的斗争中得到迅速发展。普通穿甲 弹采用高强度合金钢做弹体，头部采用不同的结构形状和 不同的硬度分布，对轻型装甲的毁伤有较好的效果。 第二次世界大战时，重型坦克杀上战场，装甲厚度达 到150-200毫米。相应地研制出碳化钨弹芯的次口径超速 穿甲弹和用于锥膛炮发射的可变形穿甲弹，由于减轻弹重， 提高初速，增加了着靶比动能，提高了穿甲威力。
• 贫铀装甲于1988年由美国发明，用于M1A1坦克及其改进 型M1A2，这一研究成果是20世纪80～90年代坦克装甲技 术发展史上最重要的进展之一。 • M1A1坦克安装贫铀装甲的部位是车体前部和炮塔，贫铀 装甲被安装在两层钢板之间。
M1A2
6、透明装甲
新型“透明装甲”所用材料是一种陶瓷混合物，具有极 高的耐压强度，不怕剐蹭，经久耐用，性能高，重量轻。 氧化铝和氧化铁细粉混合后，在18000℃高温下热压或者 烧结而制成的尖晶石透明陶瓷，其硬度、强度高，化学稳 定性好，其防弹能力接近蓝宝石，被媒体形象的称为“蓝 宝石”透明装甲，可用作飞机座舱风挡、高级轿车防弹窗， 坦克的观察窗、瞄准镜等。 美国Saint-Gobain晶体公司推出的“蓝宝石”透明装 甲，与具有相同弹道性能的只含玻璃的系统相比，重量和 厚度都减少了40%。在试验中，它能挡住7.62毫米口径的 M-44狙击步枪和12.7毫米口径狙击步枪的穿甲弹，甚至还 能抵挡多发7.62毫米穿甲子弹的射击。
2、芳纶复合材料装甲
• 芳纶是美国杜邦公司在1970 年初期开发研制的一种有机 纤维，它具有比强度高，断后延伸率好，抗破坏力强等特 点，被称为第二代复合装甲材料。将芳纶层压板与陶瓷或 钢板复合，用作坦克装甲，如美国MI 主战坦克“钢 +Kevlar+ 钢”型的复合装甲，它能防子弹以及破甲厚度 约700mm 的反坦克导弹，还能减少因被破甲弹击中而在 驾驶舱内形成的瞬时压力效应。
二，穿甲机制及穿甲材料
1，穿甲弹
穿甲弹是一种典型的动能 弹，它主要靠弹丸命中目 标时的大动能和本身的高 强度击穿钢甲．其特点为 初速高，直射距离大，射 击精度高，是坦克炮和反 坦克炮的主要弹种。穿甲 弹的弹丸，都是用比坦克 装甲硬得多的高密度合金 钢、碳化钨等材料制成的。 一般用于毁伤坦克、自行 火炮、装甲车辆、舰艇、 飞机等装甲目标，也可用 于破坏坚固防御工事。
坦克装甲及穿甲中的复合材料
一、装甲材料
• 用做装甲的材料大体有四类即：金属、陶瓷、玻璃钢和 “凯夫拉”。 • 这几种材料都是制造装甲的基本材料，如果他们都各自的 单独使用，很难将性能发挥到极致，装甲的效果不能很好， 只有各自配合使用，形成复合材料装甲，才能发挥更强的 作用。 早期的钢板装甲坦克
中期的倾斜装甲主要材料 是高锰钢、匀轧制钢