从人类学会战争以来,铠甲对于军队具有无以伦比的重要性。在古代,铠甲与弓弩在正规军队才能装备,属于军国利器,民间一向是禁止的。与之相反,刀剑倒是可以在民间使用。到了摩托化和机械化战争时期,世界主要军事强国竞相争夺坦克装甲防弹技术的制高点。
一 直以来,各国军队都想寻找一种理想的防弹材料,这种终极材料应该同时具备以下性能:密度大、重量轻,抗压性能好、耐受高温、不容易破碎、成本低容易生产。 早期经过表面硬处理的装甲钢具备上述大部分性能要求,表面坚硬,而背后具有韧性,从而成为上世纪六十年代以前大多数装甲车辆的防弹材料,唯一的缺点是重量 过大。后来又出现了铝制装甲,重量比较轻,防弹性能好,缺点是成本较高,焊接工艺差,只适合薄装甲车辆,在坦克上应用的不多。
再后来,发明了复合装甲,钢装甲加工成中空结构,中间填入几层复合材料,通过不同性能、不同密度的防弹材料,来削弱穿甲弹和破甲弹,尽管复合材料的防弹性 能未必比装甲钢强多少,但几层复合材料却可以超过装甲钢,同时总重量却比装甲钢大大减轻。苏联一般在复合装甲块里面填入玻璃钢纤维,例如T-64坦克炮塔 前装甲为三明治结构,由三层组成,外层为80毫米厚钢质装甲,中间层为104毫米厚的玻璃钢纤维,内层为20毫米厚的钢质装甲,防弹性能大幅提高,可有效 抗击同时期欧美尾翼稳定脱壳穿甲弹,抗击破甲弹的能力提高一倍以上。欧美国家则在复合装甲之间填入改性陶瓷,最典型的是英国发明的乔巴姆装甲,通过约束在 一起的陶瓷块来提高防弹能量。
上世纪八十年代以来,以凯芙拉纤维为代表的芳纶类防弹材料开始获得应用,这种材料比较适合制作防弹衣和复合装甲内衬材料,特点是轻便、韧性强,抗冲击强,但不耐受高温,抗多次打击能力弱,成本比较高。所以只在防弹衣和轻型装甲上得到应用,在重型装甲车辆上的使用尚不理想。
那么问题来了,这世界上就不存在一种即轻便,防弹性能又好的材料么?
答案当然是有的。
日前,国内多家研究机构纷纷推出新型新概念防弹材料,例如上海硅酸盐研究所,以及浙江大学高分子科学与工程课题组。这些研究机构都在制造有史以来最轻固体物质“碳海绵”——石墨烯海绵,预计今年年底就能看到工业化产品。