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防弹泡沫金属如何使军用车辆更轻、更高效？

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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

防弹泡沫金属如何使军用车辆更轻、更高效？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

如何使用最轻的材料防弹？这个问题激发了材料科学家们追求先进轻量级装甲的一系列突破，从而减轻步兵的负担并使军用车辆变得更轻。现在来自北卡罗来纳州立大学的研究人员开发出一种新型的防弹材料，其性能与传统装甲相当，但重量只有后者的一半。

研究团队曾在2015年宣布了一项令人印象深刻的研究，他们研发出一种新的轻型泡沫金属材料，能够屏蔽高强度X射线、伽玛射线、中子辐射等高能射线碰撞。2016年，该团队采用了自己的方法来生产高强度屏蔽，能够使子弹瞬间化为灰烬。其他研究小组使用石墨烯也取得了类似的成功。

所有这一切的核心是所谓的复合泡沫金属（CMF）。这可以通过向熔体金属添加发泡剂以产生泡沫混合物来制备，然后可以将其冷却以形成轻质基质并嵌入空心金属球体。最终获得的材料比传统金属轻得多，但强度相当。

这一次，由机械和航空航天工程教授Afsaneh Rabiei领导的团队使用这种方法生产嵌入钢球的钢制CMF。然后将其夹在陶瓷面板和薄铝背板之间，用子弹射向这种材料时，看其是如何承受住的。

使用的射弹是0.50口径的子弹和穿甲弹，以每秒500至885米的速度射到装甲中。该材料能够吸收72%-75%的弹丸动能和68-78％的穿甲弹动能。在一些测试中，爆炸在背板上没有留下凹痕。

“CMF装甲的重量不到实现同等保护水平所需的轧制均质钢装甲重量的一半，”Rabiei说道。

该团队认为这种材料可以用于军队的装甲车辆，有助于减轻车辆的重量，从而提高燃油效率。研究人员表示，通过进一步的工作，他们可以生产具有更高性能的基于CMF的材料。

“这些研究结果源于我们通过简单地将钢 - 钢CMF与现成的陶瓷面板，铝背板和粘合材料相结合来测试装甲，”Rabiei说道。“我们只对我们的CMF材料进行了优化，并用钢-钢CMF装甲替换了标准车辆装甲中的钢板。我们还可以做更多的工作来使其变得更好。例如，我们希望优化陶瓷、CMF和铝层的附着力和厚度，可以降低总重量，提高最终装甲的效率。”

研究发表在《Composite Structures》期刊上。