凯夫拉防弹衣
防弹衣什么子弹都能挡住吗
防弹衣什么子弹都能挡住吗进入火器时代后，古代战争中用来对付刀、矛、弓箭等冷兵器的盔甲渐遭淘汰，但人们并没有放弃对身体防护装备的追求。
于是，防弹衣做为一种重要的个人防护装备出现了。
说起防弹衣，你可知道防弹衣是什么子弹都能挡得住吗？防弹衣在人类早期的战争中就已经出现了。
在冷兵器时代，士兵们多半穿戴金属护甲—一种笨重的“防弹衣”。
如果想达到较好的防护效果，一套护甲的重量会达到数十千克，大大降低了穿戴者的行动能力。
19世纪以后，随着火器的不断进步，老式的金属护甲在枪械的巨大威力面前显得形同虚设。
在这种情况下，有国家研制出用合金钢制作的防弹衣，但这种防弹衣太重，穿后行动不便，普通步兵很难适应。
到了20世纪40年代，化学纤维成为制作防弹衣的主要材料。
例如，美军在20世纪50年代的朝鲜战争中率先使用了重5千克左右、由12层特制尼龙纤维制作的M52防弹衣。
到了20世纪60年代，美军已经将尼龙防弹衣列为制式装备。
20世纪70年代，美国杜邦公司推出了一种名为“凯夫拉”的芳纶纤维，其抗张强度是尼龙纤维的2倍多，防弹效果更好，而且重量轻，防腐蚀性能也好。
直到今天，用芳纶纤维材料制作的防弹衣依然是防弹衣中的王牌。
防弹衣的防弹原理大致有两种：一种是将弹体及碎裂的破片弹开，还有一种是消耗弹头的动能。
利用第一种防弹原理的防弹衣大多采用金属、防弹陶瓷、金属陶瓷复合材料等硬质防弹材料制作，利用第二种防弹原理的防弹衣大多采用防弹尼龙、芳纶纤维等软质材料制成。
弹头会对纤维产生拉伸变形和剪切作用，冲击能量因此得到扩散、传播和吸收，最后，弹头和子弹破片被包裹在防弹纤维层中。
一般来说，硬质的防弹材料防子弹能力强，而软质的防弹材料防子弹破片能力强。
目前，多数防弹衣都是“软硬结合”，硬质材料作为第一道防线先消耗掉弹头的大部分能量，软质材料作为第二道防线吸收并扩散弹头、破片的剩余能量，同时起到有效的缓冲作用。
从防护作用看，防弹衣一般可分为两类：一类防子弹，另一类防各种爆炸物，如地雷、炮弹破片和榴弹破片等。
防弹衣是什么材料
防弹衣是什么材料
防弹衣是一种能够提供防弹保护的服装，它通常由多层高强度纤维材料构成。
以下将介绍几种常见的防弹衣材料。
1. 防刺材料：防刺材料采用编织或穿刺熔融技术，使得纤维形成紧密的纺锤网格结构，能够有效防止刺穿。
常见的防刺材料有Kevlar（凯夫拉）和Spectra（尚德拉）等。
2. 防弹纤维材料：防弹纤维材料一般采用高分子化合物纤维制成，以提供强大的防弹能力。
最常见的防弹纤维材料有聚乙烯纤维（PE）、芳纶纤维（Aramid）和超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）等。
这些纤维具有高强度、轻巧和柔韧的特点，能够有效地吸收和分散子弹的冲击力量。
3. 金属板材：金属板材也是常见的防弹材料之一，如钢板和陶瓷板等。
这些金属板材通常被用于防御高速弹头，能够通过碎裂和变形的方式来吸收和分散子弹的冲击能量。
4. 橡胶材料：橡胶材料通常被用于作为衬垫层，能够提供附加的缓冲和减震效果，从而进一步减少对穿戴者的伤害。
除了以上介绍的材料，一些先进的防弹衣还会应用到其他材料和技术，以提高防护性能，如纳米复合材料、纳米陶瓷、人造肌肉等。
需要注意的是，虽然防弹衣能够提供一定的防护能力，但并不能保证100%防弹。
防弹衣的防护能力取决于材料的质量和设
计的合理性，以及穿戴者所面对的威胁。
因此，在特殊情况下，如警察、特种部队和军事人员等，可能需要更为先进和定制化的防弹衣来满足其特殊需求。
总结起来，防弹衣的材料通常包括防刺材料、防弹纤维材料、金属板材和橡胶材料等。
这些材料各自拥有特定的特性，通过组合使用可以达到不同程度的防弹效果。
化学新型材料在防弹衣的应用
制作液体装甲时，“凯夫拉”背心的每一层都 用STF浸透。“凯夫拉”织物在在吸附STF的同时， 也具有一定的防弹功能。用STF浸泡后的“凯 夫拉”织物可以像其他任何一种织物一样浸湿 和缝制。
• 又称凯夫拉材料： “凯夫拉”材料于1935年诞生在美国杜邦公司， 它是一种芳香族聚酰胺有机纤维，我国称它 为芳纶复合材料，“凯夫拉”有多种化学物质 融合而成，其特点是密度高，重量轻，强度 高，韧性好，耐高温，耐化学腐蚀，绝缘性 能和纺织性好，它于1972年投入工业生产， 并付诸实用。
剪切增稠液体
STF——shear thickening fluid 这种“剪切增稠液体”由微小而硬度极高的硅 颗粒融合到聚乙二醇中组成。这两种物质融 合后，能形成一种性能非凡的新材料。美国 “剪切增稠液体”项目主管埃里克·沃特泽尔解 释道：“当运动缓慢时，硬质粒子能够到处 运动，呈现液态，但当运动迅速时，硬质粒 子互相碰撞，阻碍了彼此的运动，‘剪切增稠 液体’ 变得强韧。”
ห้องสมุดไป่ตู้
剪切增稠的微观机理
• 一·Hoffman提出的ODT机理(有序到无序)， 即剪切变稀是由于体系中粒子有序程度的 提高，剪切增稠是由于体系中粒子的有序 结构受到破坏而引起的。 • 二·剪切增稠是由于流体作用力引起体系中 形成“粒子簇”，使得体系的粘度增大。
液体装甲—STF—Kevlar织物
利用“剪切增稠液体”制造的防护服通常被叫做“液体 装甲”，“剪切增稠液体”渗入织物中，通常状态下是 以液态形式存在，但是，织物一旦受到冲击、压紧， “剪切增稠液体”就变成坚硬的固体，使织物更强韧， 难以被穿透。因此，利用“剪切增稠液体”制造的新 型防弹衣，平时柔软舒适，一旦遭到刀等利物砍、 刺，或高速子弹、弹片冲击，就在受到冲击的瞬间 变得坚韧无比，而且能将冲击力沿织物迅速分散开 来，大大降低单位面积的压强。当冲击力消失之后， “剪切增稠液体”又恢复液体状态，织物也重新变软。
防弹衣材料
防弹衣材料防弹衣是一种能够保护人身安全的重要装备，也是现代军事、警察、特种部队等专业人员必备的防护装备之一。
防弹衣的最主要功能就是能够抵御弹片、子弹等来自各个方向的攻击，保护使用者免受伤害。
防弹衣的材料一般采用高性能的纤维材料。
比较常见的防弹衣材料包括凯夫拉、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、陶瓷、钛合金等。
凯夫拉是一种具有极高强度和韧性的合成纤维材料，由于它的独特结构和性质，在防弹衣中有着广泛的应用。
凯夫拉纤维的强度是钢材的5倍，而密度仅为钢材的1/3。
凯夫拉纤维能够有效地分散和吸收弹片或子弹的撞击能量，从而避免伤害的发生。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有极高强度和抗冲击性能的聚合物材料，被广泛应用于防弹衣材料的制造中。
UHMWPE纤维比凯夫拉纤维更轻，而且耐化学腐蚀性能更好。
它的强度比钢材还要高，同时具有较好的柔韧性和耐磨性能，能够有效地抵抗弹片或子弹的撞击。
陶瓷是一种常见的防弹衣材料，由于其硬度和脆性，可以有效地承受弹片或子弹的撞击。
陶瓷材料常常与纤维材料相结合，通过层压或插板的方式使用。
纤维材料能够有效地吸收和分散撞击能量，而陶瓷材料则起到了抵挡和阻止弹片或子弹穿透的作用。
钛合金因为其较低的密度和良好的强度也常用于制造防弹衣。
钛合金的强度比钢材高，同时又相对较轻，能够提供较好的防弹性能。
然而，由于钛合金的成本较高且加工难度较大，所以在实际应用中并不常见。
综上所述，防弹衣材料主要采用凯夫拉、超高分子量聚乙烯、陶瓷和钛合金等材料。
这些材料都具有较高的强度和抗冲击性能，在防护人员免受弹片、子弹等攻击时发挥了重要作用。
随着材料科学和技术的不断发展，防弹衣材料的性能将会不断提升，为使用者提供更有效的保护。
凯夫拉防弹衣知识分享
试验表明，凯夫拉防弹衣有5种吸收能量 的方式：⒈织物的拉伸变形：系指子弹入射 方向的变形和入射点临近区域的拉伸变形； ⒉织物的毁坏：包括纤维的原纤化、纤维的 断裂、纱线结构的解体以及织物结构的解体 ；⒊热能：子弹的能量通过摩擦以热能方式 散发；⒋声能：子弹撞击防弹层后发出的声 音所消耗的能量； ⒌弹体的形变。
用芳族聚酰胺类凯夫拉纤维代替尼龙和玻 璃纤维，可使避弹衣的重量减轻50%：在单位 面积质量相同的情况下，其防护力至少可增 加1倍，并且具有很好的柔韧性。用这种材料 制成的防弹衣仅重2-3千克，而且穿着舒适， 行动方便，很快就被世界上许多国家的军队 采用。
1983年，5名美国海军陆战队员在贝鲁 特街头巡逻时，突然遭到一枚手榴弹的袭 击，由于当时他们都穿着“凯夫拉”防弹 衣，手榴弹在他们附近爆炸，居然没有造 成死亡和重伤，只有上、下肢轻伤。
间苯二胺纤维，即芳纶1313，耐热纤维 2）1965年，杜邦研制出Kevlar——聚对苯二甲酰对苯
二胺纤维，即芳纶1414，高强高模量纤维 3）1974年，美国联邦通商委员会把全芳香族聚酰胺命
名为Aramid。
二、Kevlar纤维的制造 1.聚合物的制备：聚对苯二甲酰对苯二胺PPTA (固态)
二、Kevlar纤维的制造 2. 纺丝：采用干喷—湿法纺丝工艺
凯夫拉(Kevlar)是杜邦DuPont使用于芳族聚酰胺 类有机纤维上的注册商标。该种纤维继玻璃纤维、 碳纤维、硼纤维之后被用作增强纤维，由杜邦 DuPont首先实现工业化生产。
一、凯夫拉纤维的发展
凯夫拉纤维也称Kevlar或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维 1）1960年，美国杜邦研制出Nomex——聚间苯二甲酰
化纤织品
陶瓷片（刚玉、碳化硼、碳化硅、氧化铝 ） 金属（特种钢、铝合金、钛合金）、玻璃 钢、尼龙（PA）、凯夫拉纤维、超高分子 量聚乙烯纤维、液体防护材料
抗得过巴雷特、强度比钢铁高200倍，这种新型材料防弹衣太厉害
抗得过巴雷特、强度比钢铁高200倍，这种新型材料防弹衣太厉害说起防弹衣，想必在大家心里都是非常神奇的，一件衣服能挡子弹，这材料肯定是不一般的。
世界上最好的防弹衣材料是什么？估计军迷都知道，是一种叫“凯夫拉”的材料。
凯夫拉（Kevlar）材料由美国杜邦公司在上世纪60年代研制成功。
其强度是同等质量钢铁的五倍，密度却只有钢铁的五分之一，而且韧性好易加工。
其实用性好立刻火遍全球，是制作防弹衣的常用材料。
凯夫拉虽好，但它的强度还是有限的。
为了阻挡住子弹的冲击，需要使用到10几层的凯夫拉，再加上用来缓冲的陶瓷板，这样下来一套防弹衣十分有分量。
众所周知，在保证良好防弹效果的同时无法兼具轻便及舒适等特点。
而防弹装备过厚或者过重都会影响战术的发挥，因此如何在保证防弹性能的同时尽可能的降低防弹装备的厚度和重量成为了军事领域日益关注的问题，有没有比凯夫拉更强的材料呢？有！就是神奇的石墨烯。
目前纽约大学一名教授的研究团队表示，两层堆叠的石墨烯在撞击时可以硬化成类似钻石的稠度。
我们都知道石墨烯是由碳原子构成强度极高的物质，从微观结构上来看，碳原子之间先是相互连接构成类似于蜂窝的单层片状结构，然后多层片体堆积在一起。
而Elisa Riedo教授得科研团队是通过特殊的设计将两片石墨烯单层片体附加于碳化硅结构上得到了一种和铝箔一样轻质和柔软的材料，这种材料正常状态下柔软轻薄，但是在遇到突然施加的外力下会瞬间转变为比金刚石还要硬的状态。
看到这你也许会想，石墨烯怎么哪儿都有它……是啊，如今我们熟知的华为和三星都在研究石墨烯的应用，汽车厂商研究方向都是在电池领域。
但大家可别忘了，石墨烯可是世界上最薄也是最坚硬的纳米材料。
它的理论厚度0.34纳米，仅为头发丝的20万分之一，是目前世界上最薄的材料，1毫米的石墨薄片，居然能剥离出多达150万片石墨烯；它又是目前世界上最轻便的材料，1克石墨烯可以覆盖一个足球场；它的强度为钢的200倍、钻石的数倍，如果把一片像食品保鲜膜一样厚度的石墨烯覆盖在一只杯子上，想用一支铅笔戳穿它，需要一头大象的重量压在铅笔上。
KEVLAR
英文原名KEVLAR，也译作克维拉或凯芙拉。
是美国杜邦（DuPont）公司研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名，材料原名叫“聚对苯二甲酰对苯二胺”,化学式的重复单位为-[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-接在苯环上的醯胺基团为对位结构（间位结构为另一项商标名为Nomex的产品，俗称防火纤维）在上世纪60年代，美国杜邦公司研制出一种新型芳纶纤维复合材料----芳纶1414，此芳纶复合材料在1972年正式实现商品化并为该产品注册商标为Kevlar。
型号分为K29，K49，K49AP等。
由于这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一(Kevlar密度为每立方厘米1.44克,钢铁密度为每立方厘米7.859克),而受到人们的重视。
由于凯夫拉品牌产品材料坚韧耐磨、刚柔相济，具有刀枪不入的特殊本领。
在军事上被称之为"装甲卫士"。
芳纶主要分为两种，“对位”芳酰胺纤维（PPTA）和“间位”芳酰胺纤维（PMIA）。
杜邦的对位芳纶品牌名为KEVLAR，间位芳纶品牌名为NOMEX。
日本人的对位芳纶名为TWARON, TECHNORA。
间位芳纶名为CONEX。
韩国的有Kolon以及Hyosung。
我国有烟台（Tayho）和四川商业化的芳纶产品对位芳纶TAPARAN和间位芳纶TAMETAR。
反坦克武器的出现，又促使人们改进坦克、装甲车的装甲性能。
通常要提高坦克、装甲车的防护性能，就要增加金属装甲的厚度，这样势必影响它的灵活机动性能。
"凯夫拉"材料的出现使这个问题迎刃而解，坦克、装甲车的防护性能提高到了一个崭新的阶段。
与玻璃钢相比，在相同的防护情况下，用"凯夫拉" 材料时重量可以减少一半，并且"凯夫拉"层压薄板的韧性是钢的3倍，经得起反复撞击。
"凯夫拉"薄板与钢装甲结合使用更是威力无比。
警用防弹衣标准
NIJ3A相当于我国警用防弹标准GA2级。
GA的测验要求要比NIJ高，子弹初速度快。
1、首先是防弹级别，国外有许多标准，但常用的是美国NIJ标准，此标准中有6个级别，分别是：Ⅰ级、ⅡA级、Ⅱ级、ⅢA级、Ⅲ级、Ⅳ级。
防护能力从低到高，其中ⅢA级要求能防微冲发射的9mm手枪弹，弹速为：420m/s；ⅢA级一下的个个级别都是防9mm手枪，弹速：360m/s以下。
2、一般国外客户大都要求防弹衣的防护级别是ⅢA级，Ⅲ级防护是在防弹衣的前后加两块300mm*250mm的陶瓷复合板，没块板的厚度：18mm，重量：2.6kg，这个级别要求能防北约的M80弹（7.62*51弹，弹速：800m/s）这个级别里还有AK-47、56式步枪发射的普通弹。
Ⅳ级也需要加陶瓷板，板的厚度：21mm，重量：3.3kg，要求能防M1发射的穿甲弹，弹速：850m/s。
3、GA141-2001《警用防弹衣通用技术条件》中的警用防弹衣防弹等级设置防弹等级枪械类型枪弹类型子弹初速（m/s)1 1977年式7.62mm手枪1964年式7.62mm手枪弹300-3202 1954年式7.62mm手枪1951年式7.62mm手枪弹420-4503 1979年式7.62mm轻型冲锋枪1951年式7.62mm手枪弹480-5154 1954年式7.62mm手枪1951年B式7.62mm手枪弹420-4505 1979年式7.62mm轻型冲锋枪1951年B式7.62mm手枪弹480-5156 1956年式半自动步枪1956年式7.62mm普通弹710-735注：防弹等级6级以上的列为特殊等级4、防弹衣ⅢA级以下为软质，不需要陶瓷板。
软质防弹衣的防弹层材料有国产和进口材料之分。
国产材料是白色超高强聚乙烯纤维；进口的材料为凯夫拉（KEVLAR）黄色；防弹衣的价格与所用材料有关，还与防护面积有关，面积越大，价格越高。
常见的防弹衣有三种防护面积：背心式（0.27平方米）马甲式（0.32）全防护式（带护裆0.60）。
凯夫拉防弹背心基础知识讲解
凯夫拉防弹背心基础知识讲解本文来源：1gear装备网原作者：小小不知道在刚刚结束的圣诞购物季里你都买了些什么新鲜热辣的玩意，但可以肯定的一点是，战术背心绝对不会是你首选考虑入手的东西。
不过看完本文之后也许你会改变主意。
也许再过不长的时间，沃尔玛超市里就会开始设立战术背心专柜了。
怎么，你不信？绝对这玩意只有军队和执法部门需要？没关系，咱们可以等着瞧，也许过不多久你自己就会去买上这么一件。
还不信？那就接着往下看。
本文将以防弹衣和战术背心的技术发展为主线，介绍一下这玩意是如何从军警领域逐渐向民用领域渗透的。
有点防护总比裸奔强自“战争”这一人类最原始的社会现象出现以来，人们就梦想拥有一件护甲来抵御敌人远程攻击手段：投矛、箭矢或者子弹。
因为即便是训练有素的绝地武士，也不可能用光剑挡下所有的子弹。
世界上第一件护甲是由树皮和竹片制成，而后是动物的兽皮。
而后发展成为盾牌，最初由木头制成，而后是金属。
在然后就是全身盔甲，这种护甲唯一的弱点在腋下——护甲的结合部。
正因此，在火器诞生之前，弓箭就已经可以击杀身穿全套护甲的人了。
甚至到了第一次世界大战，人们仍然使用钢制胸甲、防护面甲或者其他什么稀奇古怪的玩意，在壕堑战中抵挡对面射来的杂乱无章的——或者由狙击手射来的不那么杂乱无章的——子弹。
高炮背心（flak vest，flak即为高射炮）最初是在第二次世界大战中使用，配发给轰炸机乘员或者其他需要的单位。
他们主要面对的威胁是来自地面的高射炮弹，这些炮弹会在飞机飞行的高度爆炸，破片击穿蒙皮毁伤设备和人员。
在当时除了敌军的战斗机，高射炮是轰炸机的主要威胁。
不过虽然高炮背心可以挡下破片，但无法防御子弹。
（而从那之后，英语中在非正式场合就用flak vest一直指代“破片背心”了，即使这些背心是普遍配发给地面作战单位使用，译注）B24机组高炮背心防弹衣技术在二战中得到发展，但最初的版本顶多能防御小口径手枪弹，比如.38sp或者威力更小的弹药，运气好能挡下来9mm。
凯夫拉材料的报告
2.Kevlar材料（重点）
（5）材料分类应用
主要用于绳索、电 缆、涂漆织物、带 和带状物，以及防 弹背心等。 用于航空、
宇航、造船 ARAMID纤维包括三种牌号的产品，并重改名称。 工业的复合 PRD--49--IV改称为芳纶--29； 材料制件。 PRD--49--III改称为芳纶--49； B纤维改称为芳纶。
2.Kevlar材料（重点）
（2）压缩性能 在轴向和径向具有较低的压缩性能，这主要由于它的高结 晶和高取向。 （3）剪切性能 凯夫拉纤维具有较低的剪切性能，因为它具有较高的各向 异性。 （4）耐磨性能 由于凯夫拉纤维较弱的横向结合力，因此具有较低的耐磨 性能，当纤维之间摩擦或与金属表面摩擦，易原纤化。这 种情况在纤维表面区域，易纤维劈裂或原纤化，以致形成 断裂。为了保护其表面，大部分凯夫拉纤维制品上油剂， 增加耐磨性。
2.Kevlar材料（重点）
（5）材料应用
2.Kevlar材料（重点）
（5）材料应用（军品）
防护头盔
防弹背心
2.Kevlar材料（重点）
（5）材料应（民品)
Kevlar和碳纤维的性能比较 ?
• 芳纶纤维全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”,英文为Aramid fiber(杜邦 公司的商品名为Kevlar)，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、 高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5~6 倍 ，模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅 为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好 的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶的发现，被认为 是材料界一个非常重要的历史进程。 • 碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、 比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许 多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。碳纤维可分别用聚丙烯 腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状态分为长丝、 短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤 维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又 分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以 上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为 超高模型。 • 现在，流行一种二者的结合碳纤维-凯夫拉纤维混合复合材料。
警用凯夫拉三级防弹衣
≥0.3㎡
质量
3.16kg
弹速
504m/s~523m/s
防弹层防弹性能试验
最大凹陷深度24.9mm
防弹性能
在规定范围内有效防止79式7.62mm轻型冲锋枪51式7.62mm手枪弹（铅心），防弹等级为三级
环境适应性
在自然温度下保持三级级防弹性能
执行标准
<<GA 141-2010警用防弹衣>>
保险
300万使用年限5年 Nhomakorabea箱规
51*49*30cm
每箱件数
6件
芳纶三级防弹背心
1、图片
品牌：浦喆
二、主要技术、结构、性能、特点和质量水平的描述
产品名称
技术
芳纶三级防弹背心浦喆
颜色
（可按客户要求定制）
99式警服藏兰色，陆军迷彩、海军迷彩、数码迷彩
尺寸
衣高：53*上宽：39*下宽：45*肩带宽：9（cm)
产品结构
防弹背心有外套和防弹内胆构成
材质
38层芳纶无纬布+2层1.0mm厚PC板+1层4.0mm厚海绵
芳纶防弹防刺
防弹衣的防弹机理从根本说有两个：一是将弹体碎裂后形成的破片弹开；二是通过防弹材料消释弹头的动能。
美国在二三十年代研制出的首批防弹衣是靠连在结实衣服内的搭接钢板提供防护的。
这种防弹衣以及后来类似的硬体防弹衣即是通过弹开弹头或弹片，或者使子弹碎裂以消耗分解其能量而起到防弹作用的。
以高性能纤维为主要防弹材料的软体防弹衣，其防弹机理则以后者为主，即利用以高强纤维为原料的织物“抓住”子弹或弹片来达到防弹的目的。
研究表明，软体防弹背心吸收能量的方式有以下五种：（1）织物的变形：包括子弹入射方向的变形和入射点临近区域的拉伸变形；（2）织物的破坏：包括纤维的原纤化、纤维的断裂、纱线结构的解体以及织物结构的解体；（3）热能：能量通过摩擦以热能的方式散发；（4）声能：子弹撞击防弹层后发出的声音所消耗的能量；（5）弹体的变形。
为提高防弹能力而发展起来的软硬复合式防弹衣，其防弹机理可以用“软硬兼施”来概括。
子弹击中防弹衣时，首先与之发生作用的是硬质防弹材料如钢板或增强陶瓷材料等。
在这一瞬间的接触过程中，子弹和硬质防弹材料都有可能发生形变或断裂，消耗了子弹的大部分能量。
高强纤维织物作为防弹衣的衬垫和第二道防线，吸收、扩散子弹剩余部分的能量，并起到缓冲的作用，从而尽可能地降低了非贯穿性损伤。
在这两次防弹过程中，前一次发挥着主要的能量吸收作用，大大降低了射体的侵彻力，是防弹的关键所在。
影响防弹衣防弹效能的因素可从发生相互作用的射体（子弹或弹片）和防弹材料两个方面考虑。
就射体而言，它的动能、形状和材料是决定其侵彻力的重要因素。
普通弹头，尤其是铅芯或普通钢芯弹在接触防弹材料后会发生变形。
在这一过程中，子弹被消耗了相当一部分动能，从而有效地降低了子弹的穿透力，是子弹能量吸收机理的一个重要方面。
而对于炸弹、手榴弹等爆炸时产生的弹片或子弹形成的二次破片来说，情形就显著不同了。
这些弹片的形状不规则，边缘锋利，质量轻，体积小，在击中防弹材料尤其是软体防弹材料后不变形。
凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究进展
《近现代军事功能材料》课程论文凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究进展学院名称：专业：班级：学号：姓名：指导教师：二〇一九年十一月凯夫拉纤维在防弹材料上的应用研究发展摘要：防弹衣的原理就是通过材料的变形破裂，吸收和消耗子弹或破片的动能，阻止其穿透。
现代防弹衣的终极追求是在保证防护性能的同时尽可能轻薄，根据防弹结构的材质不同，主要可分为软质、硬质两类。
20 世纪60 年代，美国杜邦公司合成出一种新的芳纶纤维，命名为凯夫拉。
被迅速用于防弹衣的制造。
用这种材料制成的防弹衣仅重2-3千克，而且穿着舒适，行动方便，很快就被世界上许多国家的军队采用。
[1]关键词：凯夫拉，防弹衣，轻便，防弹头盔，性质，生活的应用。
A bstract：The principle of bullet proof vest is to absorb and consume the kinetic energy of bullet or fragment and prevent its penetration through the deformation and fracture of material. The ultimate pursuit of modern bulletproof clothing is to ensure the protection performance as thin as possible. According to the different materials of bulletproof structure, it can be divided into two categories: soft and hard. In the 1960s, DuPont company in the United States synthesized a new kind of aramid fiber, named Kevlar. It was rapidly used in the manufacture of bulletproof vests. The bulletproof vest made of this material weighs only 2-3kg, and it is comfortable to wear and convenient to move. It is quickly adopted by the military forces of many countries in the world.Key words: Kevlar, bulletproof vest, light weight, bulletproof helmet, nature, application of life.Research and development of Kevlar fiber in bulletproofmaterialsLantian Ge（Jiangsu University of Technology，Changzhou，Jiangsu 213000）一，凯夫拉纤维的发现如此具有影响力的材料，竟然是出自一个出生在美国的波兰老奶奶之手——被誉为“防弹衣之母”的斯蒂芬妮·露易丝·克沃勒克（Stephanie Louise Kwolek），克沃勒克于1923年7月31日出生于美国匹兹堡，她的父母都是来自波兰的移民，父亲在她10岁时去世。
凯夫拉防弹纤维——“偶然间”的发明拯救数千人生命
凯夫拉防弹纤维——“偶然间”的发明拯救数千人生命Kevlar凯夫拉——美国杜邦公司研发的一种高强度芳纶纤维2014-11-28 16:57:19 来源：评论：0点击：关于凯夫拉凯夫拉（Kelvar）是美国杜邦公司用于其芳香聚酰胺纤维（简称“芳纶”）产品上的注册商标，该种纤维于1965年推出，发明者是波兰裔美国女化学家的斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）。
20世纪70年代初，这种高强度的材料被首次用在商业用途上，用于替代赛车轮胎中的部分钢材，后来被用于制造防弹背心。
凯夫拉具有优越的高强度性能，它不会像钢铁一样与氧气和水发生锈蚀，所以，凯夫拉现在被广泛用在多个领域，如船体、飞机、自行车轮胎、军用钢盔、防弹背心等。
凯夫拉具有极佳的抗撕拉性能，其强度为同等质量钢铁的5倍，而密度仅为钢铁的五分之一左右（凯芙拉密度为每立方厘米1.44克；钢铁密度为每立方厘米7.859克）。
鉴于此，它也被用于制造可以承受高冲击的鼓面。
当作为一种编织材料使用时，凯夫拉又可以作为水下系泊缆绳使用或用于其他水下作业。
在20世纪70年代，Akzo发明了一种与凯夫拉相似的名叫Twaron（特威隆）的纤维，两者的化学结构大致相同，此纤维于1986年开始进行商业生产，Teijin（帝人）是Twaron现在的制造商。
历史聚对苯二甲酰对苯二胺（Poly-paraphenylene Terephthalamide）是凯夫拉品牌的材料原名，凯夫拉是由波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）在杜邦公司工作期间发明的。
1964年，她的团队在寻找一种轻量级新型强力纤维用于制作轮胎，当时她一直使用的是聚合物材料，但制作过程中意外地合成了一种独特的质地轻薄的乳状溶液。
凯夫拉发明者：波兰裔美国女化学家斯蒂芬妮·克沃勒克（Stephanie Kwolek）该溶液“浑浊，搅拌时呈乳白色，粘度低”通常会被扔掉，但Kwolek说服了一位负责运行喷丝头的技术人员Charles Smullen，协助她一起把这种溶液放进了喷丝头中。
你不知道的防弹衣
你不知道的防弹衣作者：荒沙来源：《学与玩》2020年第11期大家平时看电视剧或新闻的时候，都不难发现防弹衣的身影。
防弹衣又叫防弹背心、避弹服等，是部队必备的单兵防护装具。
不同兵种的防弹衣是不同的，但它们的核心功能却是一样的——预防子弹或是弹片对士兵的伤害。
除了这些，防弹衣还有什么鲜为人知的事情呢？今天，我们就来说说防弹衣的故事。
防弹衣与盔甲的“师承关系”小读者们第一次听到“防弹衣”这个名字，是不是觉得充满科技感？毕竟它的作用是“防弹”，制作的过程中一定是加入了什么高科技材料。
其实不然。
现代防弹衣的雏形早在古代就已经出现了。
两军对垒，士兵除了手中的兵器，还要穿上重重的盔甲，拿着防护的盾牌。
盔甲和盾牌的作用，就是减少兵器对身体的伤害，是不是和防弹衣的作用是一样的？鉴于盔甲对身体防护的重要性，古代各国对盔甲的研究投入都非常大，并在材料上做足了功夫。
据不完全统计，古代盔甲的制作材料涵盖了皮革、金属、木制品等。
此外，中国还造出了粗纤维的纸甲，《新唐书》记载：“襞（bì）纸为铠，劲矢不能透。
”襞在这里是折叠的意思，用纸叠的铠甲，飞箭都不能穿透。
原来，制作铠甲的纸要叠成3寸厚，还要刷上桐油，工艺相当考究。
所以，一副纸甲的价格要远高于铁甲。
但是，在实际作战过程中，盔甲实在太笨重了，对士兵作战产生了很大的阻碍;另外，盔甲的耗资也很大。
所以，随着战争形态的演变，盔甲就逐渐退出了历史舞台。
“风生水起”的防弹衣1901年的一天，美国总统威廉·麦肯雷被刺身亡，举国震惊。
震惊之余，美国有些人开始反思：为什么不能做一款能有效阻挡子弹的“衣服”呢？于是，人们开始寻找防弹的方法。
第一次世界大战期间，防弹衣的研制进入了实质阶段，当时的主要方法就是将钢板置于天然纤维织物里。
然而，由于钢板太笨重，再加上防弹效果不好，各国研制出的防弹衣并没有得到真正普及。
第二次世界大战期间，美国军方统计，他们的伤亡有80%来自弹片，而这些伤亡中有70%是因为身体躯干受伤。
凯夫拉
凯夫拉编辑词条凯夫拉，英文原名KEVLAR，也译作凯芙拉，是美国杜邦公司（Dupont）研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名，材料原名叫“聚对苯二甲酰对苯二胺”，于1972年实现了工业化生产，杜邦公司使用在芳族聚酰胺纤维等商品上的注册商标。
目录简介产生背景主要特性主要用途制作机密编辑本段简介20世纪60年代，美国杜邦公司使用在芳纶、芳族聚酰胺纤维等复合材料上的注册商标。
由于这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，而受到人们的重视。
“凯夫拉”材料坚韧耐磨、刚柔相济，具有刀抢不入的特殊本领。
在军事上被称之为“装甲卫士”。
编辑本段产生背景反坦克武器的出现，促使人们改进坦克、装甲车的装甲性能。
通常要提高坦克、装甲车的防护性能，就要增加金属装甲的厚度，这样势必影响它的灵活机动性能。
凯夫拉材料的出现使这个问题迎刃而解，坦克、装甲车的防护性能提高到了一个崭新的阶段。
编辑本段主要特性“凯夫拉”的抗张强度极高，是尼龙纤维的2倍多，它的出现使防弹衣的防护性能有了明显提高。
试验表明，“凯夫拉”吸收弹片动能的能力是尼龙的1.6倍，是钢的2倍。
多层“凯夫拉”织物对枪弹也能收到满意的防护效果。
由于用“凯夫拉”重量轻，防弹性能好，所以它受到了许多国家军队和警察的青睐，也用于制造头盔。
我国从二十世纪八十年代开始研制生产“凯夫拉”头盔。
与玻璃钢相比，在相同的防护情况下，用“凯夫拉”材料时重量可以减少一半，并且“凯夫拉”层压薄板的韧性是钢的3倍，经得起反复撞击。
“凯夫拉”薄板与钢装甲结合使用更是威力无比。
如果采用钢枣芳纶枣钢型复合装甲，能防穿甲厚度为700毫米的反坦克导弹，还可防中子弹。
热稳定性，Kevlar(R)纤维在热试验中（TGA）非常稳定，直至600℃才有明显的重量丧失；低侵蚀性，具有高含量的Kevlar(R)纤维试片，表现出比半金属片低的侵蚀性；耐磨性，与石棉纤维制成的刹车片比较，在Kevlar(R)纤维开松良好的状态下，体现出非常低的磨耗性。
军人的保护伞-形形色色的新型军服
在未来战场上，各种高技术武器装备将大量使用，军人的生命安全面临着巨大的威胁。
为了提高士兵的战场生存能力，世界各国都在加紧研制高科技新型军服，努力为士兵撑起一把把生命"保护伞"。
隐形军服据报道，美国已研制成功了一种新型的能变色的隐形军服。
这种军服采用"有源"系统，将近似迷彩图案的金属涂层置于织物表面，用电源来调节金属涂层的温度和热辐射强度，使之与所处的环境背景相一致。
战士穿上它后，在任何情况下都能根据环境温差变化及时调整军服的颜色。
比如，当战士穿上它走进沙漠、森林时，军服很快就能变成黄色和绿色；而走进雪地时，马上又会变成白色，与大地浑然一体。
带电军服未来士兵将会装备带电军服。
这种军服将使用一种微气侯及动力装置.可利用一种自控、背包式轻型制冷系统调节服装温度.维持穿戴者4小时的热平衡，保证舒适。
穿上它之后战士将处于一个小气侯环境里，温度可随所在地区任意调节。
此外，战士的皮带上还会安装两块不能重新充电的电池，可持续供电12小时。
多能军服使用条新材料制成的多能服装，重7.6公斤，包括战斗服、防弹衣、手套、新型战斗靴、制冷圓领衫、承载元件等。
具有防弹、防化学试剂、防火、防热核、防红外监视、防激光、抗御风雨等多种功能。
防雷军服英国德比郡的艾吉斯公司巳研制出一种防地雷军服。
士兵和救援人员穿上它后，即便踩响地雷也能保全腿脚。
这套军服的独特之处在于，它的靴底比普通登山靴要厚2.5厘米，并在树脂材枓中包裏了细小的石子顆拉，能够形成三道"防线"，可将地雷产生的爆炸力逐步化解。
防虫军服战场潜伏往往是在敌人眼皮底下进行的，要求潜伏的士兵必须在预定的位置上像磐石一样一动不动，不论什么蚊子和小虫爬到腿上、手上、脸上.甚至钻到脖子上和裤子里，再痒再疼都不能动，否则就会暴露目标，引来杀身之祸。
为此，澳大利亚军方研制出了一种"蚊虫一叮就死"的特种军服即杀虫防疫军服。
工兵铲劈砍大锤砸都弄不坏它！防弹衣材质的战术靴有多强？
工兵铲劈砍大锤砸都弄不坏它！防弹衣材质的战术靴有多强？对很多资深军迷来说，都知道凯夫拉是用来制造防弹衣、头盔的常用材料。
凯夫拉纤维好像尼龙线一般，可以用于纺织，所以可塑性非常强。
但其强度为同等质量钢铁的5倍，而密度仅为钢铁的五分之一，具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工成型的特点。
▲佩戴凯夫拉头盔的德军女兵不过，凯夫拉除了可以制造防弹衣和头盔之外，还有超多的用途！▲凯夫拉纤维毛料首先就是制造光纤外壳。
光纤内部导光材料是玻璃管，如果弯折角度过大、收到剧烈冲击十分容易折断，造成光路断路通信失效。
而凯夫拉用于强大的保护能力，它就可以用于制造光纤外壳，为光纤提供保护。
▲黄色的部分即是凯夫拉保护层除了为光纤提供保护之外，凯夫拉还可以作为轮胎制造的辅助材料，添加在轮胎之中。
加入凯夫拉的轮胎可以有效降低被扎破的概率，让轮胎更加耐用。
而在赛车领域，凯夫拉在加入了间位芳纶这种耐火纤维之后，也可以提供优秀的防火性能。
经常成为赛车手防火赛车服、手套以及头盔等，并并通过了FIA国际汽联的官方最高级别认证。
F1赛车的的油箱都是用橡胶加上强化凯夫拉制作而成的，不仅重量轻延展性好，在发生事故后也可以避免燃油着火发生爆炸。
值得一提的是，如此影响力的材料，竟然是出自一个出生在美国的波兰老奶奶之手——被誉为“防弹衣之母”的斯蒂芬妮·露易丝·克沃勒克（Stephanie Louise Kwolek）▲凯夫拉纤维克沃勒克于1923年7月31日出生于美国匹兹堡，她的父母都是来自波兰的移民，父亲在她10岁时去世。
1946年，克沃勒克从卡内基美隆大学的化学专业毕业，加入了美国化工巨头杜邦公司。
▲“防弹衣之母”斯蒂芬妮·露易丝·克沃勒克（1923——2014）克沃勒克发明出凯夫拉纯属一次“偶然”，1964年，克沃勒克在研究一种轮胎材料时意外合成了一种质地轻薄的乳状溶液，这种溶液能够把高分子聚合物溶解成更轻更稀的溶液，她和同事将这种溶液放进喷丝头中，最终合成了这种钢还大5倍的纤维，也就是被杜邦公司命名的“凯夫拉”材料！此外，令人吃惊的一点是，克沃勒克原本从小对化学不感兴趣，一心要当一名医生，在杜邦公司打工也只是为了攒钱学医，没曾想竟发现了自己在化学上的惊人天赋，并爱上了这份职业。
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凯夫拉纤维与同等粗细 的钢丝相比,它的强度是钢 丝的6倍,模量是钢丝的2倍 ,而比重则比钢丝小5.5倍, 在温度200℃时强力不减; 在一196℃下仍保持与常温 时相同的韧性。
一名美军士兵在牵着穿有防弹服的军犬巡逻
传统防弹衣的防弹层用金属陶瓷等材料 填充，而用凯夫拉纤维作为填充物的防弹 衣不仅防弹性能没有下降 而且衣体更轻 更柔更舒适，更便于士兵远途作战
防弹性能
(1)防手枪和步枪子弹：许多软体防弹衣都可防住手枪子弹， 但要防住步枪子弹或更高能量的子弹，则需采用陶瓷或钢制的 增强板。 (2)防弹片各种爆炸物如炸弹、地雷、炮弹和手榴弹等爆炸产 生的高速破片是战场上的主要威胁之一。据调查，一个战场中 的士兵所面临的威胁大小顺序是：弹片、枪弹、爆炸冲击波和 热。所以，要十分强调防弹片的功能。 (3)防非贯穿性损伤子弹在击中目标后会产生极大的冲击力， 这种冲击力作用于人体所生产的伤害常常是致命的。这种伤害 不呈现出贯穿性，但会造成内伤，重者危及生命。所以防止非 贯穿性损伤也是体现和检验防弹衣防弹性能的一个重要方面。
由于手榴弹、炸弹爆炸时产生的破片和弹片形状 不规则，边缘锋利、体积小、质量轻，在击中防弹 材料后特别是软体防弹材料后不变形，且量大密集 ，这时弹片切割、拉伸防弹织物的纤维并使其断裂 ；破片也使织物内部纤维之间和织物不同层面之间 相互作用，造成织物整体形变，在弹片破坏防弹衣 时，就消耗了自身的能量。同时，弹片也有一小部 分能量通过摩擦转化为热能，通过撞击转化为声能 。于是防弹衣就阻止了手榴弹和炸弹的弹片对胸腹 部乃至颈部（高领防弹衣）的伤害。
凯夫拉防弹衣
0113
据军事专家统计，战场人员伤亡总数 的75%是由低速或中速流弹和炸弹的碎片 造成的，而子弹造成的直接伤亡仅占25% ，为了提高作战人员的生存能力，人们 对防弹衣的研制越来越重视。
防弹衣（Bulletproof Vest），又叫避 弹衣，避弹背心，防弹背心，避弹服，单 兵护体装具等。用于防护弹头或弹片对人 体的伤害。
防弹衣
衣套 防弹层
化纤织品
陶瓷片（刚玉、碳化硼、碳化硅、氧化铝） 金属（特种钢、铝合金、钛合金）、玻璃 钢、尼龙（PA）、凯夫拉纤维、超高分子 量聚乙烯纤维、液体防护材料
软体防弹衣
根据防弹 层材料的 不同
硬体防弹衣 软硬复合式防弹衣
硬体防弹衣是以特种钢板、超强铝合金等 金属材料或者氧化铝、碳化主。
二、Kevlar纤维的制造
1.聚合物的制备：聚对苯二甲酰对苯二胺PPTA (固态)
二、Kevlar纤维的制造 2. 纺丝：采用干喷—湿法纺丝工艺
三、凯夫拉的性能:
·密度低 ·强度高 ·韧性好 ·耐高温 ·易于加工和成型
凯夫拉纤维的性能
·凯夫拉纤维的大分子刚性极佳，链缠结少,取向度、 结晶度高，分子链几乎处于完全伸直状态，这种结构 使纤维表现出良好的强度、模量及热稳定性 。 ·纤维密度小，只有钢丝的1／5。 ·可耐240℃高温。 ·拉伸强度高，耐屈折、耐疲劳、耐腐蚀，膨胀系数 小。
试验表明，凯夫拉防弹衣有5种吸收能量 的方式：⒈织物的拉伸变形：系指子弹入射 方向的变形和入射点临近区域的拉伸变形； ⒉织物的毁坏：包括纤维的原纤化、纤维的 断裂、纱线结构的解体以及织物结构的解体 ；⒊热能：子弹的能量通过摩擦以热能方式 散发；⒋声能：子弹撞击防弹层后发出的声 音所消耗的能量； ⒌弹体的形变。
服用性能 指在不影响防弹能力的前提下，防弹衣应尽可能轻 便舒适，人在穿着后仍能较为灵活地完成各种动作。 另一方面是服装对“服装-人体”系统的微气候环境 的调节能力。对于防弹衣而言，则是希望人体穿着防 弹衣后，仍能维持“人-衣”基本的热湿交换状态， 尽可能避免防弹衣内表面湿气的积蓄而给人体造成闷 热潮湿等不舒适感，减少体能的消耗。此外，由于其 特殊的使用环境，防弹衣也要考虑到与其他武器装备 的适配性。
Kevlar纤维的物理性质
·黄色，Kevlar49为深黄色 ·线密度：大部分13.7tex，直径0.012mm ·密度：大部分1.43-1.44g/cm3 锦纶1.14，聚酯1.38，碳纤维1.8 玻璃纤维2.25，钢丝7.8
Kevlar纤维的热性能
• 具有良好的散热和绝热性能 • 在相同重量下，Kevlar纤维比玻璃纤维和石棉织 物具有较好的热绝缘性 • 具有极好的热稳定性，500℃以上降解 • 抗燃性能好，不产生后燃烧，不帮助燃烧，427 ℃炭化 • 尺寸稳定性好，具有非常低的热收缩
项目 断裂强度 cN/dtex 模量 cN/dtex 断裂伸长 % 密度 g/cm3 Kevlar49 19.2 861.9 2.5 1.44 锦纶728 8.6 48.4 18.3 1.14 聚酯68 8.1 100.0 14.5 1.38 玻璃纤维 E-HTS 9.5 270.4 3.5 2.55 不锈钢 2.2 254.4 2.0 7.86
用芳族聚酰胺类凯夫拉纤维代替尼龙和玻 璃纤维，可使避弹衣的重量减轻50%：在单位 面积质量相同的情况下，其防护力至少可增 加1倍，并且具有很好的柔韧性。用这种材料 制成的防弹衣仅重2-3千克，而且穿着舒适， 行动方便，很快就被世界上许多国家的军队 采用。
1983年，5名美国海军陆战队员在贝鲁 特街头巡逻时，突然遭到一枚手榴弹的袭 击，由于当时他们都穿着“凯夫拉”防弹 衣，手榴弹在他们附近爆炸，居然没有造 成死亡和重伤，只有上、下肢轻伤。
Kevlar纤维化学性能
• 氧化稳定性好，有极好的稳定性和很低的强度损 失，在有氧环境下，长时间使用的最高温度为150 度 • 有良好的耐碱性，耐酸性好于锦纶，具有良好的 耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变，对橡胶 有良好的粘附性，但耐日晒和抗紫外线能力差
Kevlar纤维疲劳性能
几种工业长丝纱性能比较
软体防弹衣的材料主要以高 性能纺织纤维的复合材料为主， 这些高性能纤维远高于一般材料 的能量吸收能力，赋予防弹衣防 弹功能，并且由于这种防弹衣一 般采用纺织品的结构，因而又具 有一定的柔软性，故称为软体防 弹衣。
作为一种防护用品，防弹衣首先应具 备的核心性能是防弹性能。同时作为一 种功能性服装，它还应具备一定的服用 性能。
凯夫拉(Kevlar)是杜邦DuPont使用于芳族聚酰胺 类有机纤维上的注册商标。该种纤维继玻璃纤维、 碳纤维、硼纤维之后被用作增强纤维，由杜邦 DuPont首先实现工业化生产。
一、凯夫拉纤维的发展 凯夫拉纤维也称Kevlar或芳纶，即芳香族聚酰胺纤维 1）1960年，美国杜邦研制出Nomex——聚间苯二甲酰 间苯二胺纤维，即芳纶1313，耐热纤维 2）1965年，杜邦研制出Kevlar——聚对苯二甲酰对苯 二胺纤维，即芳纶1414，高强高模量纤维 3）1974年，美国联邦通商委员会把全芳香族聚酰胺命 名为Aramid。