第8期 岳新艳等：碳化硼一泡沫铝双层复合材料的制备及其防弹性能 ·1085· 100um 500um 图5双层复合材料的显微形貌.(a,b)B,C陶瓷层：(c,d)放大30倍的泡沫铝层 Fig.5 Microstructures of the bilayer BCAl foam composite materials:(a,b)BC ceramics layer:(c,d)aluminum foam layer 燃烧弹有较好的防护能力，可以防止穿甲燃烧弹对 反射和透射，反射波和透射波的强度主要取决于两 装甲的进一步入侵，起到防护作用.在本次实弹靶 种材料的声阻抗，陶瓷层的声阻抗大于泡沫铝层的 试试验中，高速冲击的弹体在撞击B,C陶瓷层时， 声阻抗，反射波强度大于透射波强度，因此可以很好 弹体与陶瓷层接触从而在碰撞面产生持续压缩应力 地阻止弹体的侵彻.最后，从防护系数的计算公式 波，到达陶瓷层的应力波使陶瓷层以着弹点为中心 (1)可以看出：在其他条件相同的情况下，靶板材料 产生裂纹并向四周扩散，形成的陶瓷破碎锥能够起 的密度越低，其防弹性能越好，而碳化硼和泡沫铝相 到吸收动能和阻止弹体侵彻的作用.另外，当应力 对其他材料的低密度，也是使其具有较好防弹性能 波从B,C陶瓷层进入泡沫铝层时会在界面上发生 的原因. 表2靶试试验结果 Table 2 Ballistic testing results 序号 靶板结构 穿甲燃烧弹弹型 射角/() 速度/(ms1) 说明 防护系数，N 0 603装甲钢 12.7mm 0 832 穿深：30mm 1.00 1 靶板结构· 12.7mm 0 817 背板背凸：2.1mm 靶板结构 7.62mm 0 829 背板穿深：2.2mm 5.12 靶板结构 7.62mm 0 828 背板穿深：2.4mm 5.06 603装甲钢 7.62mm 823 穿深：18mm 1.00 注：*B,C陶瓷(7.5mm-泡沫铝(7.5mm)双层复合防弹材料+603装甲钢(28mm)背板 根据文献所述，Savio等)使用7.62mm穿甲 采用45钢做约束，能很好地测试出碳化硼一泡沫铝 燃烧弹对采用不同约束（钢约束、铝合金约束和无 双层复合材料的防弹性能.Madhua等使用7.62 约束)的B,C陶瓷进行了靶试试验，得出的结论是 mm穿甲燃烧弹对50mm×50mm的99.5%A山，03陶 采用钢约束的B,C陶瓷的防弹性能优于采用铝合 瓷片拼成的150mm×l50mm的陶瓷板进行靶试试 金约束或无约束的B,C陶瓷的防弹性能，原因在于 验（背板是7017铝合金），测得6mm厚的陶瓷片的 钢比其他的材料有较高的声阻抗.因此本试验靶板 防护系数为5.0，而8mm厚的陶瓷片的防护系数为第 8 期 岳新艳等: 碳化硼--泡沫铝双层复合材料的制备及其防弹性能 图 5 双层复合材料的显微形貌． ( a，b) B4C 陶瓷层; ( c，d) 放大 30 倍的泡沫铝层 Fig． 5 Microstructures of the bilayer B4C-Al foam composite materials: ( a，b) B4C ceramics layer; ( c，d) aluminum foam layer 燃烧弹有较好的防护能力，可以防止穿甲燃烧弹对 装甲的进一步入侵，起到防护作用． 在本次实弹靶 试试验中，高速冲击的弹体在撞击 B4 C 陶瓷层时， 弹体与陶瓷层接触从而在碰撞面产生持续压缩应力 波，到达陶瓷层的应力波使陶瓷层以着弹点为中心 产生裂纹并向四周扩散，形成的陶瓷破碎锥能够起 到吸收动能和阻止弹体侵彻的作用． 另外，当应力 波从 B4C 陶瓷层进入泡沫铝层时会在界面上发生 反射和透射，反射波和透射波的强度主要取决于两 种材料的声阻抗，陶瓷层的声阻抗大于泡沫铝层的 声阻抗，反射波强度大于透射波强度，因此可以很好 地阻止弹体的侵彻． 最后，从防护系数的计算公式 ( 1) 可以看出: 在其他条件相同的情况下，靶板材料 的密度越低，其防弹性能越好，而碳化硼和泡沫铝相 对其他材料的低密度，也是使其具有较好防弹性能 的原因． 表 2 靶试试验结果 Table 2 Ballistic testing results 序号 靶板结构 穿甲燃烧弹弹型 射角/( °) 速度/( m·s － 1 ) 说明 防护系数，N 0 603 装甲钢 12. 7 mm 0 832 穿深: 30 mm 1. 00 1 靶板结构* 12. 7 mm 0 817 背板背凸: 2. 1 mm — 2 靶板结构* 7. 62 mm 0 829 背板穿深: 2. 2 mm 5. 12 3 靶板结构* 7. 62 mm 0 828 背板穿深: 2. 4 mm 5. 06 4 603 装甲钢 7. 62 mm 0 823 穿深: 18 mm 1. 00 注: * B4C 陶瓷( 7. 5 mm) --泡沫铝 ( 7. 5 mm) 双层复合防弹材料 + 603 装甲钢( 28 mm) 背板． 根据文献所述，Savio 等［13］使用 7. 62 mm 穿甲 燃烧弹对采用不同约束( 钢约束、铝合金约束和无 约束) 的 B4 C 陶瓷进行了靶试试验，得出的结论是 采用钢约束的 B4 C 陶瓷的防弹性能优于采用铝合 金约束或无约束的 B4C 陶瓷的防弹性能，原因在于 钢比其他的材料有较高的声阻抗． 因此本试验靶板 采用 45 钢做约束，能很好地测试出碳化硼--泡沫铝 双层复合材料的防弹性能． Madhua 等［14］使用 7. 62 mm 穿甲燃烧弹对50 mm × 50 mm 的99. 5% Al2O3陶 瓷片拼成的 150 mm × 150 mm 的陶瓷板进行靶试试 验( 背板是 7017 铝合金) ，测得 6 mm 厚的陶瓷片的 防护系数为 5. 0，而 8 mm 厚的陶瓷片的防护系数为 · 5801 ·