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防弹质料应用

      70年月初
，一种具有超高强度、超高模量、耐高温的合成纤维——凯夫拉(Kevlar)由美国杜邦(DuPont)公司研制乐成
，并很快在防弹领域获得了应用
。

1.凯夫拉(Kevlar)

       这种高性能纤维的泛起使柔软的纺织物防弹衣性能大为提高
，同时也在很洪流平上改善了防弹衣的恬静性
。美军率先使用Kevlar制作防弹衣
，并研制了轻重两种型号
。新防弹衣以Kevlar纤维织物为主体质料
，以防弹尼龙布作封套
。其中轻型防弹衣由6层Kevlar织物组成
，中号重量为3.83千克
。相比尼龙和玻璃纤维防弹衣
，重量减轻50%；在单位面积质量相同的情形下
，其防护力至少可增添1倍
，并且具有很好的柔韧性
。

2.超高分子量聚乙烯纤维UHMWPE

       超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）是由相对分子质量在100万到500万的聚乙烯纺成的纤维
，是现在天下上强度最高与比重最轻的纤维
，其强度比钢丝高15倍
，可是很轻
，最多可比芳纶等质料轻40%
。

       在国防军需装备方面
，由于该纤维的耐攻击性能好
，比能量吸收大
，在军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹质料
，如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌、下降伞等
，其中以防弹衣的应用最为引人注目
。

      它具有轻柔的优点
，现已成为占领美国防弹背心市场的主要纤维
。另外超高分子量聚乙烯纤维复合质料的比弹击载荷值U/p是钢的10倍
，是玻璃纤维和芳纶的2倍多
。外洋用该纤维增强的树脂复合质料制成的防弹、防暴头盔已成为钢盔和芳纶增强的复合质料头盔的替换品
。

超高分子聚乙烯

超高分子聚乙烯防弹衣

3.液体防弹质料 

       液体防弹质料(TBS)的主要因素是一种特制“剪切增稠液体(STF)”
，这种液体一样平常由疏散粒子SiO2和有机物疏散介质乙烯基乙醇、聚乙二醇、局丙二醇或者矿物油等一种或几种的混淆物组成
。“剪切增稠液”中自由悬浮着粒子
，当液体由于强烈攻击而被搅乱时
，其中的特殊粒子相互碰撞
，形成了对这种搅动的对抗力
。

      当搅动力足够大时
，这些粒子着实就已被相互“锁定”
。当子弹高速撞击这种质料时
，“剪切增稠液”防弹衣就会吸引撞击能量
，并迅速变得极其坚硬
，从而吸收子弹的攻击能量
。

液体防弹质料

剪切增稠液体

4、碳纳米管 

       碳纳米管是迄今为止发明的力学性能最好的质料之一
，有着极高的拉伸强度和断裂伸长率
。其密度只有钢铁的六分之一到四分之一
，单位质量上的拉伸强度
，却是钢铁的276倍
，弹性模量参数
，碳纳米管比凯夫拉强2.4倍
，综合性能远远凌驾现在人类发明和制造的其他任何质料
。

       防弹效果上主要是体现在弹性模量上
，也就是说碳纳米管纤维盔具或防弹衣比凯夫拉的抗击强度最最少高2.4倍
。

       此防弹衣是由纳米手艺制得的碳纳米管组成
，最初是为在伊拉克的美军第19步队特种兵而设计开发的
，专利质料更薄、更柔软
，重量只有古板防弹衣使用的凯夫拉的一半
，并且还可以防刺伤
，通过碳纳米管硬化影响避免刀具穿透
。

碳纳米管防弹衣

碳纳米管纤维

5.石墨烯

       石墨烯作为现在发明的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米质料
，石墨烯被称为“黑金”
，是“新质料之王”
，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”
。石墨烯制成的防弹衣拥有2倍于现有防弹衣手艺（凯夫拉）的防护能力
。虽然现在石墨烯依然不可单独制成强有力的质料
，可是能多层复合到结构质料中
，这样就能阻止其受弹击后向外碎裂的历程
。钢盔和芳纶增强的复合质料头盔的替换品
。            

      石墨烯防弹质料可普遍应用于武装直升机防护装甲、防弹衣、轻型防护装甲、防爆装备等军工产品中
，在民用防弹质料市场及军用防弹质料市场均具有辽阔的市场远景
。 钢盔和芳纶增强的复合质料头盔的替换品
。            

石墨烯遇到子弹攻击时的状态模子

石墨烯防弹质料

6、压缩玻璃碳 

      压缩玻璃碳是一种新型碳质料
，具备石墨和金刚石的成键特征
，是一种由sp2和sp3组成的混淆杂化物
，具有奇异的性能
，密度和导电性与石墨相近
。               

      其压缩强度显着高于金属和陶瓷质料
，比强度是碳纤维、聚晶金刚石、碳化硅和碳化硼陶瓷的2倍以上
。其硬度与宝石相当
，可刻划碳化硅单晶
。其局部变形的压入弹性恢复率在70%以上
，显着高于金属和陶瓷质料
，甚至高于形状影象合金和有机橡胶
。          

      压缩玻璃碳集轻质、超强、高硬、高弹和优异导电性于一身
，具有优异的综合性能和许多潜在应用
，如军用装甲和航空航天等领域
。

玻璃碳颗粒

玻璃碳

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