复合材料——坦克装甲应用.
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复合材料
——坦克装甲应用
复合材料是军用新材料发展的重点 ，它 既是优良的结构材料，也是理想的功能材料， 采用先进的复合材料可以大大减轻武器装备的 重量，提高战术与技术指标，在军事上具有重 要的实用价值。 装甲防护能力是检验装甲车辆性能最关键 的因素之一，防护材料就是装甲防护的基础。 为了提高装甲车辆的防护性能和轻量化的要求， 国内外推出了一系列新型非金属复合材料。目 前 ，已经成功应用到装甲车上的复合材料有 ： 高性能玻纤复合材料、芳纶纤维、陶瓷聚合物 复合材料、高效多功能防中子内衬材料等等。
高性能玻纤复合材料 ——第一代复合装甲材料
美国从二次大战时就已开始进行玻纤增强 塑料装甲的研究, 并研制成功了玻纤/聚酯装 甲材料。80Βιβλιοθήκη Baidu代出现的S-2玻纤复合材料可作 为较廉价的抗弹装甲材料。 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，对核辐射也具有极强的衰减作用。
美国陆军材料与力学研究中心(AMMRC)和FMC公司 及OCF公司 签定了用玻纤复合材料制造Bradley 战车炮塔装甲合同,采用S-2玻纤复合材料制造炮 塔结构件,一次成型的部件可替代30个铝制焊接 部件,使制造成本降低并减重12.5%,其结构强度 和防弹性能均符合要求。
芳纶纤维 ——第二代复合装甲材料 芳纶纤维装甲材料目前应用最广泛的是 Kevlar-29、Kevlar-49和俄罗斯的APMOC、CBM芳 纶纤维。 Kevlar纤维的比重比玻璃纤维约小一半,在防 护能力相同的情况下,其重量可减少近一半。在给 定重量下的Kevlar纤维层压板防弹能力是钢的5倍 左右,并且 Kevlar 纤维层压薄板的韧性是玻璃钢 的3倍,故在受到弹丸攻击时,可吸收大量的冲击动 能,是钢、铝、玻璃钢装甲的理想代用品。 其缺点是易吸湿受潮，长时间在阳光下受紫 外线的辐射影响，强度会衰减。而且价格较高。
用Kevlar-29、Kevlar-49和玻璃纤维混杂的环氧或不饱 和聚酯树脂复合材料模压制得的防护板，已用于 M548弹 药运输车的装甲防护。日本88式机械化步兵战车的炮塔 也采用了由碳纤维和芳纶材料制成的复合装甲结构。美 国陆军采用Kevlar纤维复合材料制造的防弹衬层，曾装 备在M一113A3两栖作战人员装甲输送车内部结构的关键 部位，这种衬层可对破甲弹，穿甲弹和杀伤弹的冲击和 侵彻提供后效装甲防护 。俄BTR一90装甲车、瑞士 “锯脂鲤”Ⅲ装甲车和 “锯脂鲤”Ⅳ基型车以及瑞典 CV90履带式装甲战车族，均采用芳纶复合材料作为防崩 落衬层。
时不待我啊！我的 P-1000超级坦克和 P-1500超级坦克还 没出呢！！！
美国M1A1“艾布拉姆 斯”主战坦克目前装 备的主装甲是用80年 代研究的超硬度、高 密度贫铀合金和芳纶 纤维增强复合材料构 成的贫铀合金 /Kevlar-29 纤维增强 环氧树脂基复合材料 结构的装甲单元, 同 时还采用轻质空隙陶 瓷板连接前后结构单 元 ,缓冲动能弹的冲 击, 吸收和分散能量。
马克1型 装甲：高硬度钢 车重：28吨
6-12 毫米
T-34 装甲：镍铬锰合金钢 40-60 毫米 车重：25.3吨
“虎王” 装甲：均质压延钢板 80-150 毫米 车重：69.8吨
八号坦克鼠式 装甲：表面硬化钢板 60-260 毫米
车重：188吨
T-28超重型坦克 86吨
土龟重攻击坦克 78吨
陶瓷聚合物复合材料
1962年，美国的古德耶宇航公司才研制出第一种使用 了陶瓷材料的硬面复合装甲。 1976年6月22日，英国著名的《泰晤士报》公布了一 条文字不多但很有分量的新闻：英国研制成功“乔巴姆” 装甲! 目前国外采用的陶瓷复合材料装甲主要有： Al2O3 、 B4C、SiC、TiB2、A1N2等。其中氧化铝成本最低，但抗弹 性能较差；碳化硼抗弹性能高，但成本是氧化铝陶瓷的 10 倍。硼化钛被认为是用于主战坦克防护的很有前途的陶瓷， 其性能优于其它陶瓷，但缺点是密度高，价格贵。
超高分子量聚乙烯纤维复合材料 ——第三代复合装甲材料
超高分子量聚乙烯纤维是80年代美国Allied公司 开发成功的,具有低密度、高比模量、高比强度、抗 吸湿性好、耐磨性好以及良好的动能吸收性等特点。 是一种理想的装甲防弹材料。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% 研究表明,该材料还具有透雷达波、强度高、介 电性极好的优良性能,在军事上应用前景乐观。
在1967年，T-64A就已经成为世界上第一款全 面使用复合装甲的主战坦克。其车体是“钢 +玻璃 纤维+钢”的三明治结构，由80毫米的钢板、105 毫米的玻璃纤维以及20毫米的钢板组成，总厚度 为205毫米。对穿甲弹/破甲弹的防护能力达到335 毫米/450毫米。
车重：38吨
T-80B坦克炮塔前部的K型复 合装甲炮盾防护力等效于550 毫米匀质钢板，材料构成由 外至内分别为：锻压钢板、 陶瓷材料、高硬度锻压钢板、 强化玻璃纤维材料、陶瓷材 料和防中子衬层。其中陶瓷 材料层为刚玉陶瓷。车体正 面主装甲则由不同硬度的钢 板和特种橡胶混合布置，据 分析由八层左右的多硬度混 合钢板+特种橡胶构成。 车重：43吨
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。
T-64A的首上结构
T-80B的主装甲夹层示意图
复合装甲结构是以夹层结构、蜂窝结构、模块或曲面体 结构等为主 , 以均质钢 、高强度钢或贫铀装甲钢为面 板, 中间设置各种形状或曲面的抗弹陶瓷体 ,抗弹纤维 增强的树脂基复合材料等制成厚板装甲 , 而薄板装甲多 数用复合材料与抗弹陶瓷交替铺设制备而成 ,也有复合 材料制成的薄板装甲。
——坦克装甲应用
复合材料是军用新材料发展的重点 ，它 既是优良的结构材料，也是理想的功能材料， 采用先进的复合材料可以大大减轻武器装备的 重量，提高战术与技术指标，在军事上具有重 要的实用价值。 装甲防护能力是检验装甲车辆性能最关键 的因素之一，防护材料就是装甲防护的基础。 为了提高装甲车辆的防护性能和轻量化的要求， 国内外推出了一系列新型非金属复合材料。目 前 ，已经成功应用到装甲车上的复合材料有 ： 高性能玻纤复合材料、芳纶纤维、陶瓷聚合物 复合材料、高效多功能防中子内衬材料等等。
高性能玻纤复合材料 ——第一代复合装甲材料
美国从二次大战时就已开始进行玻纤增强 塑料装甲的研究, 并研制成功了玻纤/聚酯装 甲材料。80Βιβλιοθήκη Baidu代出现的S-2玻纤复合材料可作 为较廉价的抗弹装甲材料。 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，对核辐射也具有极强的衰减作用。
美国陆军材料与力学研究中心(AMMRC)和FMC公司 及OCF公司 签定了用玻纤复合材料制造Bradley 战车炮塔装甲合同,采用S-2玻纤复合材料制造炮 塔结构件,一次成型的部件可替代30个铝制焊接 部件,使制造成本降低并减重12.5%,其结构强度 和防弹性能均符合要求。
芳纶纤维 ——第二代复合装甲材料 芳纶纤维装甲材料目前应用最广泛的是 Kevlar-29、Kevlar-49和俄罗斯的APMOC、CBM芳 纶纤维。 Kevlar纤维的比重比玻璃纤维约小一半,在防 护能力相同的情况下,其重量可减少近一半。在给 定重量下的Kevlar纤维层压板防弹能力是钢的5倍 左右,并且 Kevlar 纤维层压薄板的韧性是玻璃钢 的3倍,故在受到弹丸攻击时,可吸收大量的冲击动 能,是钢、铝、玻璃钢装甲的理想代用品。 其缺点是易吸湿受潮，长时间在阳光下受紫 外线的辐射影响，强度会衰减。而且价格较高。
用Kevlar-29、Kevlar-49和玻璃纤维混杂的环氧或不饱 和聚酯树脂复合材料模压制得的防护板，已用于 M548弹 药运输车的装甲防护。日本88式机械化步兵战车的炮塔 也采用了由碳纤维和芳纶材料制成的复合装甲结构。美 国陆军采用Kevlar纤维复合材料制造的防弹衬层，曾装 备在M一113A3两栖作战人员装甲输送车内部结构的关键 部位，这种衬层可对破甲弹，穿甲弹和杀伤弹的冲击和 侵彻提供后效装甲防护 。俄BTR一90装甲车、瑞士 “锯脂鲤”Ⅲ装甲车和 “锯脂鲤”Ⅳ基型车以及瑞典 CV90履带式装甲战车族，均采用芳纶复合材料作为防崩 落衬层。
时不待我啊！我的 P-1000超级坦克和 P-1500超级坦克还 没出呢！！！
美国M1A1“艾布拉姆 斯”主战坦克目前装 备的主装甲是用80年 代研究的超硬度、高 密度贫铀合金和芳纶 纤维增强复合材料构 成的贫铀合金 /Kevlar-29 纤维增强 环氧树脂基复合材料 结构的装甲单元, 同 时还采用轻质空隙陶 瓷板连接前后结构单 元 ,缓冲动能弹的冲 击, 吸收和分散能量。
马克1型 装甲：高硬度钢 车重：28吨
6-12 毫米
T-34 装甲：镍铬锰合金钢 40-60 毫米 车重：25.3吨
“虎王” 装甲：均质压延钢板 80-150 毫米 车重：69.8吨
八号坦克鼠式 装甲：表面硬化钢板 60-260 毫米
车重：188吨
T-28超重型坦克 86吨
土龟重攻击坦克 78吨
陶瓷聚合物复合材料
1962年，美国的古德耶宇航公司才研制出第一种使用 了陶瓷材料的硬面复合装甲。 1976年6月22日，英国著名的《泰晤士报》公布了一 条文字不多但很有分量的新闻：英国研制成功“乔巴姆” 装甲! 目前国外采用的陶瓷复合材料装甲主要有： Al2O3 、 B4C、SiC、TiB2、A1N2等。其中氧化铝成本最低，但抗弹 性能较差；碳化硼抗弹性能高，但成本是氧化铝陶瓷的 10 倍。硼化钛被认为是用于主战坦克防护的很有前途的陶瓷， 其性能优于其它陶瓷，但缺点是密度高，价格贵。
超高分子量聚乙烯纤维复合材料 ——第三代复合装甲材料
超高分子量聚乙烯纤维是80年代美国Allied公司 开发成功的,具有低密度、高比模量、高比强度、抗 吸湿性好、耐磨性好以及良好的动能吸收性等特点。 是一种理想的装甲防弹材料。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% 研究表明,该材料还具有透雷达波、强度高、介 电性极好的优良性能,在军事上应用前景乐观。
在1967年，T-64A就已经成为世界上第一款全 面使用复合装甲的主战坦克。其车体是“钢 +玻璃 纤维+钢”的三明治结构，由80毫米的钢板、105 毫米的玻璃纤维以及20毫米的钢板组成，总厚度 为205毫米。对穿甲弹/破甲弹的防护能力达到335 毫米/450毫米。
车重：38吨
T-80B坦克炮塔前部的K型复 合装甲炮盾防护力等效于550 毫米匀质钢板，材料构成由 外至内分别为：锻压钢板、 陶瓷材料、高硬度锻压钢板、 强化玻璃纤维材料、陶瓷材 料和防中子衬层。其中陶瓷 材料层为刚玉陶瓷。车体正 面主装甲则由不同硬度的钢 板和特种橡胶混合布置，据 分析由八层左右的多硬度混 合钢板+特种橡胶构成。 车重：43吨
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。
T-64A的首上结构
T-80B的主装甲夹层示意图
复合装甲结构是以夹层结构、蜂窝结构、模块或曲面体 结构等为主 , 以均质钢 、高强度钢或贫铀装甲钢为面 板, 中间设置各种形状或曲面的抗弹陶瓷体 ,抗弹纤维 增强的树脂基复合材料等制成厚板装甲 , 而薄板装甲多 数用复合材料与抗弹陶瓷交替铺设制备而成 ,也有复合 材料制成的薄板装甲。