防彈衣的(de)前世今生

The past and present of body armor

縱覽古代軍旅詩詞，“甲”字出現頻率極高(gāo)，“操吳戈兮被西甲”“将軍金甲夜不脫”，一(yī)個“甲”字，體現了軍隊對将士身體防護的(de)重視(shì)。今天，各國(guó)軍隊對“甲”的(de)重視(shì)程度依然如(rú)故，隻不過，現代戰争中的(de)“甲”，是我們熟知的(de)防彈衣。

防彈衣介紹

防彈衣，又叫避彈衣，避彈背心，避彈服，單兵(bīng)護體裝具等，用于防護彈頭或彈片對人體的(de)傷害，包括步兵(bīng)防彈衣、飛(fēi)行(xíng)人員防彈衣和(hé)炮兵(bīng)防彈衣等。

防彈衣主要由衣套和(hé)防彈層兩部分組成。衣套常用化纖織品制作。防彈層是用金屬(特種鋼、鋁合金、钛合金)、陶瓷片(剛玉、碳化硼、碳化矽、氧化鋁)、玻璃鋼、尼龍、凱夫拉、超高(gāo)分子(zǐ)量聚乙烯纖維、液體防護材料等材料，構成單一(yī)或複合型防護結構。

凱夫拉纖維的(de)誕生

20世紀70年(nián)代，出色的(de)防彈衣材料——凱夫拉現身。這種材料強度是同等質量鋼鐵的(de)5倍，密度僅為(wèi)鋼鐵的(de)1／5。用它制成的(de)防彈衣穿在身上，既柔軟貼身、屈伸自(zì)如(rú)，又有(yǒu)很強的(de)防彈能力。不僅如(rú)此，用凱夫拉制成的(de)防彈衣還能抗酸堿腐蝕，且具有(yǒu)較強耐熱阻燃性，再加上抗靜電特性，是更為(wèi)理(lǐ)想的(de)可(kě)穿戴“盾牌”。

凱芙拉纖維主要用來制作繩索、電纜、塗漆織物、防彈背心，代替玻璃纖維纏繞制成固體火箭發動機(jī)燃燒室殼體，還用作輪胎簾子(zǐ)線，可(kě)耐150℃~160℃高(gāo)溫。凱芙拉纖維的(de)另一(yī)重要應用是取代緻癌的(de)石棉，用作各種制動器的(de)刹車片、密封墊及離(lí)合器襯片的(de)補強材料。

凱夫拉纖維在防彈衣領域的(de)性能優勢

在制造避彈衣的(de)衆多防彈材料中，用芳族聚酰胺類有(yǒu)機(jī)纖維代替尼龍和(hé)玻璃纖維，可(kě)使避彈衣的(de)重量減輕50%；在單位面積質量相同的(de)情況下，其防護力至少可(kě)增加1倍，并且具有(yǒu)很好的(de)柔韌性。用這種材料制成的(de)防彈衣僅重2-3千克，而且穿着舒适，行(xíng)動方便。

凱夫拉纖維繼玻璃纖維、碳纖維、硼纖維之後被用作增強纖維，其抗張強度是一(yī)般有(yǒu)機(jī)纖維的(de)4倍，模量為(wèi)滌綸的(de)9倍。凱夫拉纖維的(de)比重小，比強度高(gāo)于玻璃纖維、碳纖維和(hé)硼纖維。

美國(guó)用了6年(nián)時間研制出用芳族聚酰胺類有(yǒu)機(jī)纖維制成的(de)頭盔，結束了作為(wèi)美國(guó)陸軍象征有(yǒu)名的(de)"鋼盔"時代。這種頭盔僅重1.45千克，其防彈性能比原标準鋼盔高(gāo)出了33%。同時，這種新頭盔更貼近頭部，使用者感覺更加舒适。

凱夫拉纖維液體防彈衣中的(de)牛頓黏性定律

由牛頓黏性定律可(kě)知，液體的(de)黏度值是恒定不變的(de)，比如(rú)水、酒精等液體被稱作牛頓流體。那麽，非牛頓流體就是不滿足牛頓黏性定律的(de)液體，它的(de)黏度值則是一(yī)個變化量。這就體現了非牛頓流體的(de)重要特性：流體的(de)黏度值會随着壓力和(hé)沖擊力的(de)增加而增大。 

凱夫拉纖維防彈衣。利用非牛頓流體特性，科(kē)學(xué)家研制出剪切增稠液，它所包含的(de)納米球形顆粒，是自(zì)然界中最堅硬的(de)非金屬材料之一(yī)，這種材料能起到防彈、防刺和(hé)減震的(de)作用。當我們把傳統凱夫拉纖維浸入剪切增稠液中，經過一(yī)系列複雜的(de)工藝制造，就誕生了神奇的(de)液體防彈衣。

與普通防彈衣相比，液體防彈衣所用材料更少，厚度減少45%，因此更加輕薄，便于單兵(bīng)作戰行(xíng)動。剪切增稠液與凱夫拉纖維黏合在一(yī)起時，能夠高(gāo)效吸收子(zǐ)彈産生的(de)沖擊力，當子(zǐ)彈撞擊到液體防彈衣時，沖擊力立刻被分散，破壞力大幅降低(dī)，擁有(yǒu)更強的(de)防護性能。