坦克装甲车辆防护材料的研究现状及发展趋势

坦克装甲车辆防护材料的研究现状及发展趋势

翁德伟

（陆军装甲兵学院，北京

100071）

摘

要：文章主要对均质装甲钢，复合装甲材料反应装甲，电磁装甲等装机防护材料及技术的研究现状及发展

趋势进行详细的阐述，以此来明确今后的研究方向。关键词：装甲防护；铝合金；复合装甲；反应装甲；电磁装甲

作者简介：翁德伟（1997-），男，福建莆田人，大学本科，研究方向：材料科学与工程。

装甲战车在世界著名的战役中有着非常重要的作用，1918年英国研制出世界上第一辆坦克装甲车，次年九月就在索姆河战役中投入使用，至今已有百余年历史了。随着反装甲武器技术水平的提升，世界各大战役中都离不开对装甲武器装备的使用，这要要求装甲武器应不断提高其使用性能，从而在战场中更好的发挥其作用，但装甲车辆的防护性能仅通过加强均质装甲厚度是不科学的，不仅会使装甲车辆变得更加笨重，还会影响装甲车量的机动性能，因此，对装甲车辆的研究应朝着功能化、轻量化以强韧化的方向发展。

1均质装甲

均质装甲是最早出现的装甲材料，英国最先研发出

的装甲坦克也是应用这种材料，厚度仅为8mm ，只能抵挡攻击力较低的枪弹，20世纪30年代，随着坦克装甲的厚度的提升，其防御能力也得到进一步提升，而在今后几十年间，一种新型的聚能装药破甲弹的出现，是普通装甲无法抵挡的，直到今天，坦克装甲车依然离不开对均质装甲的使用，也提高其厚度。

2铝合金装甲材料

为了进一步提高装甲车辆的防护能力，并能够对车

辆的自重进行合理的控制，由此研制出铝合金装甲。这也符合了对装甲车辆轻便化的要求，这也是铝合金装甲得以普遍应用的重要原因。20世纪40年代，美国路军坦克机构对铝合金材料以及装甲钢材料的防护性能展开了相应的对比工作，将变形硬化铝合金作为装甲主要材料。1962年，新型合金装甲板出现，美国也积极展开了防弹测试工作，并在原有铝合金装甲防护材料的基础上展开了进一步的研制，研制出了一种可热处理强化的7039铝合金，这种铝合金具有较强的抗腐蚀性能，成为当时装甲车辆中普遍使用的铝合金装甲材料。但由于二代铝合金装甲材料存在一定的不足之处，因此美国、英国等也开展了第三代铝合金装甲的研究

工作，其防弹性能更高，也兼具前二代铝合金的防腐性能和焊接性能，可在腐蚀性较强的环境下使用。

我国开展铝合金装甲研制时间较晚，但研制速度较快，也取得了一定的成果，如523、528、S 原183、184、185等铝合金装甲材料，综合发达国家所研制的三代铝合金装甲板基础上所研制出来的，目前，我国已经自主研发出Al-Cu 系第三代铝合金装甲材料———2519A 铝合金装甲材料。

3复合装甲材料

现阶段，在国际上以陶瓷用作装甲防护材料主要为

氧化铝、碳化硼、氮化硅等。目前，世界各个也纷纷开展了反装甲技术的研究工作，其威力也得到明显增强，要想积极开展陶瓷性能的研究工作，具体方式如下所示：（1）用连续碳纤维增韧补强陶瓷材料；（2）梯度功能材料是一种良好的复合装甲材料，分子量聚乙烯纤维密度较小，制造简单也有着较高的防护性能，因此在新型轻质防弹装甲中被广泛的进行应用。这些复合材料的质量与钢装甲相同，但防护能力却远高于钢装甲。纤维复合材料装甲主要使用层压工艺，在收到外来侵袭的时候回通过以下几方面来减低其破坏程度：首先会通过纤维拉伸变形的方式将弹丸的动能进行改变，使其具有良好的纤维性能；其次如果弹丸利用剪切的方朝纤维层压板发起进攻的情况下，那么纤维板会主动地将其动能进行吸收；（3）如果纤维板受到损坏，那么熔融也会受到破坏。

中国的科研工作者应积极开展了对此材料的研究工作，并开发出一种可以在军用飞机中有着非常好应用的轻质复合型材料防弹板，面板和通过特殊的粘合剂粘结在一起，面板是一种复合型材料，使用玻璃纤维制成的，面板非常薄，仅有5.0毫米。通过多次实践得出，这种材料适用于54手枪式，冲锋枪79型，不仅成本低而且使用起来也特别方便，便于进行加工等特点。虽然飞机中也常常应用玻璃纤维以及超高分子量聚乙烯

Metallurgy and materials

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冶金与材料第39卷

（上接第62页）机硅封装材料，但因催化剂与产物的分离过程十分复杂，故此方法并不适用于LED的大规模制备，对此，若改以碱性阴离子交换树脂催化法，则处理的过程则相对较为简单，最重要的供需也仅是通过过滤器将催化剂从反应体系中分离出来，以此既环保又能达到降低成本的功效。

2.2反应温度对有机硅封装材料的合成及性能影响

影响缩聚反应与产物性能的另一重要因素当属温度，且温度对缩聚反应的影响尤为显著。为确保有机硅封装材料的良好性能，关键便是要对缩聚反应过程中的温度因素予以合理控制，如温度为20℃的情况下，此时催化剂活性较低，会导致有机硅内KH560与DPSD呈现出彼此分离的状态，而后，随着温度的逐渐升高，苯基环氧基有机硅聚合物中的折射率与粘度提升，将使得环氧值持续下降，而当环氧值下降到一定程度后，便会降低产物的交联密度，从而不利于固化封装材料热稳定性的提升。而当温度达到40℃时，据红墨水实验结果显示，材料的红墨水渗透性十分明显，而在其他温度下则无明显的现象发生。因此，综合考虑之下，应将温度控制在50℃左右，以此为后续研究反映的

温度条件提供支撑。

3结语

基于强碱性阴离子D296R的催化作用，将促进KH560与DPSD的融合，由此生成具有苯基与环氧基团高折光指数的有机硅聚合物。而后50℃的环境下持续发生反应12h，以此证明有机硅封装材料具有较强的耐热性能，这对LED器件的制作无疑是十分关键的。除此之外，当苯基环氧基有机硅聚合物的折光指数为1.547时，有机硅封装材料的粘度与分子质量均最为适宜，且其透光度可达到95%以上。由此可见，有机硅封装材料于LED封装领域中确有良好的应用前景，故加大对LED封装用有机硅材料的制备与性能的研究亦将具有极强的现实意义。

参考文献

［1］吴启保，青双桂，熊陶，等.封装用有机硅材料的制备及性能研究［J］.广东化工，2009，（2）：23-25.

［2］张伟，程林咏，刘彦军.LED封装用有机硅树脂材料的制备及性能［J］.化工新型材料，2013，41（5）：74-76.

［3］周珂.LED用有机硅封装材料的制备与性能研究［D］.上海：华东理工大学，2014.

纤维等材料，但它们也存在一些不足，如热处理姿态较差，易界面和拉丝，防火性能差，因此在未来的发展过程中应该有很多改进。

4反应装甲

反应装甲的基本元件是两块金属板和夹在其中的钝感混合炸药。如果破甲射流或动能弹丸通过某种方式向反应装甲进行撞击的情况下，就会引爆炸药，爆炸会顺利驱动金属板并进行反向移动，运动中的物质或动能弹相互作用，从而影响射流带来一定的影响，从而改变动能弹的移动轨迹，严重情况下还会发生断裂的可能，影响射流对的防御能力，不利于对主甲板进行保护。因此，反应装甲在装甲材料应用中有着非常好的应用前景。我国开展反应装甲技术的研究较晚，但研究进程较为顺利，研究成果显著，所彦指出的装甲在国际中也有着一定的优势。

虽然装甲技术发展较快，但应用效果良好，但也不可避免的会存在一定的缺陷，一是在对轻型装甲车辆展开应用时，余下的射流会穿穿过主装甲后较薄的轻型车辆，而装甲板也会损坏薄主装甲；二是由于装甲板的抗蚀性以及附加重量限制，很大程度上影响装甲的性能，如果要在反作用装甲模块内制作装甲，要求相关人员需要结合坦克自身的重量展开综合考虑分析。5电磁装甲

穿破甲技术近年来发展速度不断上升，这也对传统

的装甲防护技术带来严重冲击，但对一些冲击力较强的反装甲技术其无法进行阻挡，因此应找到一种新兴的装甲技术来进行替代，于是电磁装甲应运而生。电磁装甲通过储存电磁能的方式来降低弹丸的侵蚀性，也可以通过主动出击的方式来对弹丸进行拦截，可以很好地对战斗车辆进行保护。电磁装甲主要包括被动式和主动式。而在电磁装甲理念提出后，法国研究人员也相继开展电磁发射防护板的试验，试着通过对装甲板进行提速的方式来抵御弹丸的侵袭，实验结果证明，电磁装甲的防护效果要远高于爆炸反应装甲。

近年，国外对电磁装甲技术的研究已经形成初步的理论，就目前的研究成果来看，美国始终处于技术领先状态，我国为了能够提高自身的军事实力，也应积极开展对电磁装甲技术的研究工作。

6结语

综上所述，随着反装甲技术的快速发展，这也对坦克装甲车辆的生存发展带来一定的威胁，这也在一定程度上带动了新的装甲防护材料及装机防护技术的发展，我国虽然装甲技术研究速度较快，但还有很多地方需要不断地学习，从而拉近与国外的距离。

参考文献

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［2］沃丁柱.复合材料大全［M］.北京：化学工业出版社，2002.

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