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防彈衣如何防彈？“緣”來是它

2022-07-20 14:11:10 作者：材料PLUS 來源：材料PLUS 分享至：

前幾日，安倍晉三被槍殺的消息震驚了全球，各種消息沖上熱搜，“安倍的死亡”、“安倍的護(hù)衛(wèi)隊”、“安倍被槍殺的原因”，熱搜接連不斷地出現(xiàn)，防彈衣被購買的熱情也高漲起來，已經(jīng)供不應(yīng)求了，隨之上漲的還有生產(chǎn)防彈衣的上市公司的股價，之前已介紹了中國制造的厲害，今天讓我們來了解一下中國制造的防彈衣到底為何如此出色。

防彈衣如何防彈？有哪些防彈材料？

防彈衣由衣套和防彈層兩部分組成。毋庸置疑，防彈層是關(guān)鍵，它通過吸收和消耗彈頭或彈片的動能，阻止其穿透，從而有效保護(hù)人體和想受保護(hù)的部位。想一想，我們?nèi)梭w是很脆弱的，柔軟的肉體阻擋不了利器的傷害，需要借助外力來保護(hù)自己。從古至今，人們都具備自我保護(hù)意識，原始民族的人民都懂得用天然纖維進(jìn)行編織，佩戴在胸部來抵御外界傷害，這是防彈衣的雛形。隨著時代進(jìn)步，武器越來越多樣化，殺傷力也越來越大，因此，對防護(hù)的要求也越來越高，各種防彈衣也就應(yīng)運(yùn)而生。在19世紀(jì)末，第一件防彈衣問世，是美國生產(chǎn)，由4層絲綢纖維組成，可抵御大多數(shù)的低速子彈。一戰(zhàn)的時候，由于這種絲質(zhì)防彈衣的防彈能力有限，且絲織品價格昂貴，他們選擇了金屬制防彈衣。但這類防彈衣屬于硬質(zhì)材料，易產(chǎn)生二次傷害；且比較厚重，在戰(zhàn)場上限制人的靈活運(yùn)動，就有了新的防彈材料—高性能纖維。作為重要的個人防護(hù)裝備，防彈衣經(jīng)歷了重要的材料變遷：由金屬裝甲防護(hù)板向非金屬合成材料過渡，由單純合成材料向合成材料與金屬裝甲板、陶瓷護(hù)片等復(fù)合發(fā)展。

防彈層材料

1）金屬材料

金屬材料主要有：鋼板、鈦合金、鋁合金；金屬制防彈衣的防彈原理是子彈擊打在金屬材料表面，使其發(fā)生變形，吸收子彈的動能，來達(dá)到防彈效果。子彈的旋轉(zhuǎn)和高速運(yùn)動具有穿徹能力，為防止防彈衣被穿透，金屬鋼板要足夠厚，否則對于威力大的武器來說，它就像一層紙。

2）凱夫拉

20世紀(jì)70年代，美國杜邦研制成功一種芳綸纖維材料，全稱“聚對苯二甲酰對苯二胺”，是一種新型高科技合成纖維，它具有超高輕度、超高模量、耐高溫的特性，它的到來真正宣告了防彈衣時代的來臨。這種軟質(zhì)材料的誕生，使得防彈衣性能提升之外，還增加了穿衣舒適度。相比尼龍、聚酚和玻璃纖維，它的質(zhì)量減輕50%；在單位面積質(zhì)量一定的情況下，它的防彈性能是其他纖維的2/3倍，是鋼的5倍，但密度僅為鋼鐵的五分之一。

3）超高分子量聚乙烯纖維UHMWPE

其是由相對分子量在100萬到500萬的聚乙烯紡成的纖維，是目前世界上強(qiáng)度最高，比強(qiáng)度是同表面積鋼絲的十幾倍；纖維密度低，可浮于水面；比重最輕，最多可比芳綸等材料輕40%；它還有耐腐蝕、超耐磨、耐紫外線及高耐撕裂性等特性。它現(xiàn)在已成為美國防彈背心的主流防彈材料因其抗沖擊韌性好，比沖擊吸收能量是目前最高的，比載彈荷值是鋼的10倍。中國是個化纖大國，化纖產(chǎn)量在世界占比達(dá)50%以上，1985年，中國開始研究超高分子量聚乙烯纖維，1999年實現(xiàn)關(guān)鍵性技術(shù)突破。成為了繼荷蘭、日本、美國之后，第四個掌握這種纖維生產(chǎn)及應(yīng)用的國家。

4）液體防彈材料

液體防彈材料(TBS)，其主要成分是一種特制“剪切增稠液體(STF)”，它是混合物，里面含有大量懸浮在聚乙烯醇流體中的硬質(zhì)納米級硅膠微粒，是一種新型納米智能材料。TBS在正常情況下，跟其他液體一樣，很柔軟，可以變形，這在日常作戰(zhàn)中，可增加士兵的作戰(zhàn)靈活性。一旦彈片或彈頭等外力撞擊到它，這種液體就能吸引撞擊能量，瞬間變成一種硬質(zhì)材料，阻止彈體穿過。經(jīng)測試顯示，液體防彈衣的防彈和防刺傷能力比普通防彈材料提高5倍，重量卻減少一半，質(zhì)地還更柔軟、可折疊，便于制成全身防護(hù)的裝備。TBS除了具備防彈、防刺作用之外，還有一個用途，就是減震，可減少沖擊波的傷害。外力消失后，它會重新回到原來的柔軟狀態(tài)。

5）陶瓷材料

陶瓷材料相對于傳統(tǒng)金屬材料，具有低密度、高硬度、高強(qiáng)度、高彈性模量、抗熱震、防輻射等優(yōu)良性能，使其在防彈領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前，主要應(yīng)用的防彈陶瓷種類有氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、碳化硅、碳化硼、硼化鈦等，可將陶瓷材料作為夾層板與鋼板組合使用，其防彈性能是同等厚度鋼板的2倍。但陶瓷板材料因為其斷裂韌性低，常溫下熱膨脹系數(shù)小、對加工工藝要求較高，且對于多發(fā)彈抗打擊能力差，一般不單獨(dú)使用，都是將其與纖維復(fù)合材料組合起來使用，來提高其韌性和防彈性能。

6）碳納米管

碳納米管是目前為止發(fā)現(xiàn)的力學(xué)性能最好的材料之一，有著極高的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率，對于單位質(zhì)量相同情況下的鋼鐵來說，拉伸強(qiáng)度是其276倍，但密度僅為鋼鐵的六分之一左右；它的彈性模量與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼鐵的5倍，是凱夫拉的2.5倍左右；其硬度高，與金剛石相當(dāng)，但卻有著良好的柔韌性，可以拉伸；其綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他纖維材料，被稱為“超級纖維”。2013年曾推出一款時尚防彈西裝，其就是由碳納米管制成的，穿著方便舒適；外形美觀；輕便，給人一種偽防彈衣的感覺；除了防彈性能好，它還可以防刺傷，唯一的缺點(diǎn)就是價格昂貴。

總體來說，隨著科技的進(jìn)步，高性能防彈材料的開發(fā)在向著舒適輕量、全方位防護(hù)、功能多樣化和仿生化的方向發(fā)展。對于防彈材料的開發(fā)，新材料的不斷涌現(xiàn)為其提供了越來越多的可能性，針對不同的新材料，會有不同的應(yīng)用形式和場所，也會有性能更高的防彈材料問世，沒有最好，只有更好。

中國防彈領(lǐng)域現(xiàn)狀

目前，我國是世界上最大的防彈衣生產(chǎn)國家，包括中國在內(nèi)，世界上現(xiàn)在只有3個國家可以研發(fā)生產(chǎn)一條龍，從原料研發(fā)到生產(chǎn)防彈衣，完整的產(chǎn)業(yè)線自己一手包辦，且我們國家的防彈衣技術(shù)在持續(xù)進(jìn)步，技術(shù)水平也位居前列。其實，中國能有如此大的成就，是中國的一項正確決定：允許國內(nèi)民營企業(yè)生產(chǎn)，這就給市場提供了好的機(jī)會，也讓中國的防彈衣技術(shù)更進(jìn)一層樓。對于我們國家來說，一旦戰(zhàn)事有需要，快速裝備部隊并不是難事，僅浙江寧波大成新材料公司一家的生產(chǎn)線就夠了，畢竟輕輕松松就可年產(chǎn)25萬件防彈衣。大成的傳說大家應(yīng)該耳熟能詳了，在伊拉克戰(zhàn)爭中一戰(zhàn)成名，身著中國大成防彈衣的英國士兵中了7槍，卻活了下來，英國政府也專門表示了感謝，中國大成“活了”。中國主要做防彈衣的上市公司有三家，分別是際華集團(tuán)（SH:601718）、皖維高新（SH:600063）和泰和新材（SZ:002254）。其中，際華集團(tuán)是中國最大、歷史最悠久的軍需輕工生產(chǎn)制造企業(yè)，是中國軍隊、武警部隊軍需品生產(chǎn)保障基地，是國內(nèi)唯一的全系列軍需產(chǎn)品供應(yīng)商，是特種裝具及特種防護(hù)用品國內(nèi)市場領(lǐng)導(dǎo)者。我們的技術(shù)在進(jìn)步，占據(jù)這個行業(yè)的龍頭對于國家來說百利而無一害。

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