中国粉体网讯近年来，增韧后的先进陶瓷材料凭借其高强、高硬、高温抗氧化性和高导热性等优点，受到国内外科研机构与工业界的高度重视，已在航空航天、国防军工等方面广泛应用、br/>
在高速飞行器中的应用
高速飞行器是各军事大国争相发展的战略装备，其超音速飞行和锐形结构引起了严重的气动加热问题。高速飞行器的典型热环境为高温、复杂苛刻的?机械载荷，现有的高温合金已无法满足要求，陶瓷基复合材料应运而生。特别是SiCf/SiC复合陶瓷材料已广泛应用于航空发动机涡轮叶片、尾喷管调节片和涡轮外环等热结构部件，其复合材料密度约为高温合金材料?/4，减重明显，且工作温度可?400℃，冷却系统设计大幅简化，推力增强、/p>
典型应用如XA100变循环航空发动机、阵风战斗机的喷气发动机、航天飞机用隔热瓦和内燃机部件、头锥帽、空间相机反射镜等、/p>
（图源：pixabay（/p>
在轻质装甲中的应?/strong>
轻型的复合装甲是保持现代装备生存能力的关键。陶瓷纤维和纤维增强陶瓷基复合材料的发展是轻质复合装甲应用的基础。目前，使用的主要防护陶瓷材料有B4C、Al2O3、SiC、Si3N4等。碳化硅陶瓷以优异的力学性能和性价比成为最有应用前途的防弹陶瓷材料之一，在单兵装备、陆军装甲武器、武装直升机、警、民用特种车辆等诸多装甲防护领域中的多元化应用，使其具有广阔的应用空间。与Al2O3陶瓷相比，SiC陶瓷具有更低的密度，有利于装备机动性的提高。近十年来，陶瓷复合装甲应用逐渐增长，陶瓷材料已经成为装甲防护材料的主要选择、/p>
美国、英国、俄罗斯等已把复合装甲应用在多种武器装备上，显著提高了综合防护能力、/p>
在轻兵器中的应用
据湖南兵器轻武器研究所的科研人员介绍，轻武器作为兵器装备的重要组成，一般可分为手枪、步枪、机枪、榴弹发射器和特种单兵装备（单兵火箭筒、单兵导弹等）。其主要功能是将弹丸发射至目标区域，用以杀伤、摧毁敌方目标。轻兵器的工况包括高温、低温、高原、湿热、扬尘、淋雨、扬?淋雨、盐雾和浸河水等环境，防腐蚀是至关重要的。目前，轻兵器的防腐工艺主要包括发蓝处理、硬质阳极氧化处理、离子可控渗透技术、类金刚石镀膜涂层和等离子渗氮处理等。特别是面对海洋环境中使用的兵器装备，其盐雾环境下不生锈时间大于500h，这对传统的涂层处理带来了很大挑战、/p>
另外，轻兵器中的高频运动组件（如枪机组件）是武器能够持续可靠工作的关键，持续稳定的低摩擦系数是稳定工作的直接因素，同时单兵负荷越来越大，轻兵器轻量化需求强烈。传统轻质材料虽然强度较高，密度较小，但高温使用时强度下降明显，且高温耐腐蚀性差，较大程度地限制了轻质材料在兵器装备上的应用。因此，陶瓷涂层与轻质金属的连接结合有广泛应用需求、/p>
在身管中的应?/strong>
身管是发射类武器的核心组成零件，身管内膛结构包括弹膛、坡膛和线膛，弹膛和线膛由坡膛连接。传统身管一般由高强度合金钢制造。在射击过程中，身管内部受到火药气体和弹丸等综合作用，导致身管内壁出现裂纹、镀层脱落现象。身管内膛的破坏是由于高温、高压、高速火药气体和弹丸对膛壁反复作用的结果，通常坡膛部分和身管口部最先失效、/p>
为了提高身管寿命，内膛镀铬是最常见手段，但镀铬层抗氧化温度不超过500℃。随着发射时膛压的不断提高和身管寿命的指标成倍提高，身管承受的压力和温度也越来越高。利用陶瓷的高硬度、高强度和高温化学惰性等特性，可有效减轻身管烧蚀，延长其使用寿命、/p>
SiC、Si3N4和Sialon等是制作20?0mm口径身管内衬的理想材料，同时在外部包覆陶瓷纤维可解决陶瓷脆性问题。采用该技术的身管寿命可提高一半，质量减轻最高可?5%，弹丸动能提?0%。同时，在身管内壁喷涂纳米陶瓷粉体，改善内壁光洁度，减小内壁磨损，弹丸初速提高可?5%。例如，美国德克萨斯大学研制的机枪用陶瓷衬管，可显著降低连发射击的身管温度、/p>
在弹药中的应?/strong>
弹药的主要构成单元是战斗部和引信。作为毁伤的最直接作用部件，战斗部主要由外壳、杀伤元、爆炸装药、引信等构成。不断提高战斗部的杀伤效能一直是武器装备追求的目标。特别是对于面杀伤榴弹，战斗部爆炸产生的破片是终点杀伤单元，高效破片技术一直是该领域的研究难点。常规的破片一般为金属材料，金属材料韧性较好，破片散布很难控制。利用陶瓷的易碎特性，制成陶瓷易碎弹，在打击目标时，弹丸破碎性能良好，且发射速度越大，弹头所受冲击载荷越大，弹头破片更小更均匀、/p>
引信作为弹药的重要组成部分，是一种引爆装置，在破甲弹中广泛应用。早期，手持反坦克榴弹发射器配备的破甲弹威力很小，无法给装甲车造成致命伤亡。主要原因是传统的机械引信引爆反应时间过长，难以获得稳定炸高。炸高过小，金属射流无法充分拉长，导致破甲性能下降；炸高过大，金属射流分散，破甲性能也下降。压电陶瓷的出现带动了压电陶瓷瞬发引信的发展，使精确控制爆炸时机成为可能、/p>
参考来源：
[1]邓振军等：典型精细陶瓷的组织性能与应用现状分析，湖南兵器轻武器研究所有限责任公司
[2]任彦：抗弹陶瓷在复合装甲中的应用，中国兵器工业北方材料科学与工程研究陡/p>
（中国粉体网编辑整理/平安（/p>
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