轻与坚固可以兼得—-复合材料装甲

材料牛注：一说到装甲，估计大部分人首先想到的是笨重而结实钢铁外壳，毕竟钢铁的强度比较高而且应用范围也相当广，从战舰到坦克都有。但是复合材料的出现使得装甲的面貌发生了巨大的改变，轻与强，两个看似矛盾的要求却被同时满足了。

装甲的概念在数千年前就已经存在，最早出现在约3600年前的中国商朝，以皮革和龟壳制成，但并不算得上是真正的复合材料装甲。希腊的青铜装甲较之更加先进，可追溯到3500年前。当然盾牌在技术上也算的上是装甲的另一种形式，并于同时期出现。

考虑到成本和重量两个因素，木材和皮革是当时用来制作盾牌的最主要材料。之后，在中世纪出现了钢铁制造的链甲以及全套盔甲。重量一直是是装甲设计中的一个关键要素。19世纪早期的战船装甲厚度达18英寸，重达数千吨，这给战船设计带来极大限制。直到今天，重量仍然是装甲的要素之一，而这正是复合材料的优点所在。

装甲的不同设计形式使其可在很多场合得到应用，而其中的一些设计样式被沿用了好几个世纪：针对弓箭、子弹及弹片的防弹保护；令刀刃砍击和爆炸冲击发生偏转的偏转保护；针对热能武器（例如燃烧弹）的隔热保护。如今，特殊设计的装甲甚至能防御激光武器。

值得注意的是：不是所有装甲都是用于军事目的或者用于防御敌对势力，它们也可以被和平利用。举个例子，电缆上的复合材料“装甲”可以保护其免受意外损伤。

装甲在今天仍旧十分重要。虽然说到装甲我们想到的大多数是单兵盔甲、军用载具、战机和战船，但是它们同样可以用在建筑物和重要的基础设施上。

强化混凝土是一种经常用作保护材料的复合物，但还有更新型的复合材料，这些新型材料的用量没有结构性防护材料那么大，通常是作为覆层起防弹和偏转冲击波的作用。其它防护概念材料，包括防弹窗帘等，也被用于保护会议室、办公场所、大使馆、机房和其他重要场所。此外，可碎性地毯也是一种简易便携的防手榴弹设施。

人用装甲（盔甲）

现在大部分防弹背心和防刺背心采用了先进的芳纶复合纤维材料（Kevlar™, Twaron™）。头盔则采用Kevlar/环氧树脂复合物。这些背心通常带有为人体的胸部和脊椎提供额外保护的“防弹层”，一般以钢或钛制成，但如今已经用极高分子量聚乙烯泡沫层和陶瓷复合材料代替。

拆除IEDs（简易爆破设备）和其他爆炸物的拆弹专家装备着最好的盔甲。这些新型盔甲用到的设计理念是：不用整块大的防弹层，转用覆盖全身的大量细小的防弹层。坦克上用到的陶瓷复合物装甲也遵循着相同的设计理念。

载具装甲

运用最尖端的装甲科技，能使陶瓷复合装甲有效地阻挡高爆反坦克武器，以及来自底盘部位的穿刺。常规的复合材料装甲已经被在设计中被整合到军事载具上，例如“爆炸释放烟囱”，其实用性已得到证实，其原理是把来自底部的爆炸冲击波通过一个有装甲保护的通道导向外部。

鉴于复合材料的轻量性和易加工性，装甲可以在不损失性能的情况下提高其防护能力。值得留意的是，对于军用载具而言，快速逃离伏击现场和防御火力打击具有同等的重要性，采用复合物材料是能同时兼顾两个方面的唯一解决途径。

前景

面对传统武器，复合材料也有一席之地。利用其低密度和易加工的物理特性，通过从简单堆叠到加压注模等各种加工方式，复合材料可以被塑造成各种构件。这直接导致复合材料装甲板成为军事物资，以大宗货品的形式流通并可被灵活调度，而以钢材为主体的装甲则做不到这一点。所以说复合材料正在改变装甲配送的形式，其所起到的作用像“货柜运输”对军事后勤补给产生的影响一样深刻

还有碳纳米管和纳米复合材料，它们能为防弹层和防弹织物提供更加广阔的可能性，而它们将在不久的未来被应用于实际生产中。

装甲的发展必须跟上于武器技术发展的步伐，但是能被实际运用的先进武器（激光武器、中子武器）单兵防御装甲，还离我们很远。

原文链接：Composite Armor

本文由编辑部龙骑士提供素材，梁嘉豪编译， 点我加入材料人编辑部。