曾 凡，张志明，范根莲，谭占秋，李志强

(上海交通大学 金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240)

1 前 言

装甲材料面临着弹丸的高速短时冲击及冲击发展成的应力波、中弹时的高应力应变及其引发的局部失效、与弹丸作用时的高温高压，以及爆炸和腐蚀等严酷的服役环境。其主要作用是破碎弹丸、吸收或重新分配产生的能量，以彻底防止弹丸的侵彻，或者延缓弹丸到达靶体的时间。因此，装甲材料应当具有高硬、高强、高韧度、较小的面密度等特性。随着武器的进步，装甲材料向着高强韧、轻量化、多功能化和高效化的方向发展，从金属装甲、陶瓷装甲、复合材料装甲，发展到今天的复合多层结构、仿生结构等装甲材料[1]。

金属装甲材料因其易加工成各种形状和厚度的特性，制备改性技术成熟，应用最广泛，历史也最长，但由于密度较大，已不能满足各种轻量化的需求。随后发展的陶瓷装甲材料具有高硬度、高抗压强度、低密度、耐热性好的优点，但其塑性差、断裂强度低、易产生脆性断裂，因此多用于面板设计，不能作为均质装甲材料。纤维装甲材料比强度比模量高、密度小、减震效果好、抗腐蚀、热导率低，但在耐热性、界面粘接、热膨胀和阻燃性能等方面还有很多需要改进的地方，因此需要和其他材料进行复合设计[2, 3]。层状复合装甲材料可以针对不同的防弹需求进行不同的材料设计，是目前常用的装甲材料之一。层状复合装甲的结构设计较为简单，通常由面板和背板组成，同时也会存在层间分离等缺陷。……