陶瓷防弹系列-防弹主要陶瓷材料比较
可用作防弹材料的主要陶瓷材料有 氧化铝,碳化硅, 碳化硼,氮化硅和硼化钛。其中以氧化铝陶瓷（Al2O3）、碳化硅陶瓷（SiC）、碳化硼陶瓷（B4C）应用最为广泛。与其他两种相比，氧化铝防弹陶瓷的硬度较低（HRA90），密度较高，但价格较便宜。碳化硅防弹陶瓷是三者中硬度最高、性能最好的，但价格也远高于其他两种材料。碳化硅防弹陶瓷的硬度可达HRA92，密度仅为氧化铝防弹板的82%，价格适中，应用用途更为广泛。
氧化铝陶瓷是以高温氧化铝（α-Al2O3）为主晶相的一系列陶瓷材料，而α-Al2O3是世界上唯一自然存在的Al2O3变体。它在所有变体中具有最紧凑的结构、最低的反应性和最好的电化学性能，并且可以在所有温度下保持稳定。
氧化铝陶瓷的性能
| 三氧化二铝化学性质 | 烧结 |
| 密度(g/cm3） | 3.6-3.95 |
| 弯曲强度(Mpa） | 200-400 |
| 杨氏模量(Gpa） | 300-450 |
| 断裂韧性(Mpa.m1/2） | 3.0-4.5 |
| 硬度(Gpa） | 12-18日 |
优点：氧化铝作为防弹领域的第一代陶瓷材料，不仅是所有氧化物中强度最高、硬度最高的，而且具有良好的抗氧化性、化学惰性，且成本低廉，易于获得。此外，烧结制品因其表面光滑、尺寸稳定、价格低廉而广泛应用于各种装甲车辆和军警防弹服。
缺点：弯曲强度和断裂韧性低，抗热震性能低。另外，氧化铝的性能差异很大，主要取决于工艺参数、杂质含量、粒度、烧结温度等。同时，氧化铝的高密度无法满足装甲轻量化的趋势。
SiC具有独特的晶体结构。以四个碳原子之一为中心，以硅原子为配对原子，选择四个最外层电子之一与中心碳原子的最外层电子配对。通过循环操作，最终的结构相当于由Si-C键组成的金刚石四面体结构，表现出极高的硬度。同时，这种结构具有较强的共价键和较高的Si-C键能，使得碳化硅材料具有高模量、高硬度、高比强度的特点。
不同烧结工艺下碳化硅陶瓷的性能
| SIC地产 | 热压烧结 | 热等静压 | 反应烧结 | 火花等离子烧结 |
| 密度(g/cm3） | 3.25-3.28 | 3.01-3.13 | 3.02 | 3.12-3.20 |
| 弯曲强度(Mpa） | 500-730 | 366-950 | 260 | 420-850 |
| 杨氏模量(Gpa） | 440-450 | - | 359 | 420-460 |
| 断裂韧性(Mpa.m1/2） | 5.0-5.5 | 4.51-5.79 | 4.00 | 3.4-7.0 |
| 硬度(Gpa） | 20 | 10.5-20.0 | 17.23 | 19.8-32.7 |
优点：是应用最广泛的非氧化物陶瓷材料，硬度高，仅次于金刚石、立方氮化硼、碳化硼。由于其密度低、硬度高，这种陶瓷非常适合防弹保护，在机械性能、密度性能、弹道性能和应用成本方面处于氧化铝和碳化硼之间的中间区域。
缺点：碳化硅的分子结构和特性决定了其韧性较低。当被子弹击中时，其超高的强度可以完全抵抗子弹巨大的动能并瞬间将子弹击碎，但在撞击的瞬间也会发生裂纹甚至碎裂，这使得碳化硅陶瓷板仅适用于某些防弹领域。 然而，目前材料分子科学领域的许多研究人员表示，碳化硅的低韧性在理论上可以通过控制烧结过程和陶瓷纤维制备来补偿和克服。这将大大拓展碳化硅在防弹领域的应用范围，使其成为制造防弹装备的理想材料。
3.碳化硼 陶瓷制品
碳化硼晶体属于菱面体结构类型。在其菱面体结构中，每个晶胞包含15个原子，其中12个原子（B11C）形成二十面体，形成空间结构，而其余3个原子结合形成CBC链。二十面体通过共价键与CBC链相连，形成相对稳定的结构。同时，其组成元素碳和硼具有非常相似的性能和原子半径，导致B4C具有其他非氧化物陶瓷所不具备的一些优异性能。
不同烧结工艺下碳化硼的性能
| B4C地产 | 热压烧结 | 热等静压 | 反应烧结 | 火花等离子烧结 |
| 密度(g/cm3） | 2.45-2.52 | 2.42-2.51 | 2.48-2.54 | 2.43-2.60 |
| 弯曲强度(Mpa） | 200-500 | 365-627 | 235-321 | 607-627 |
| 杨氏模量(Gpa） | 440-460 | 393-444 | 330-426 | 403-590 |
| 断裂韧性(Mpa.m1/2） | 2.0-4.7 | 2.4-3.3 | 4.1-4.4 | 2.8-5.8 |
| 硬度(Gpa） | 29-35 | 25-31日 | 13.4-18.0 | 30.5-38.3 |
优点：高温硬度几乎恒定，机械性能良好。同时，其密度是几种常用装甲陶瓷中最低的，其高弹性模量使其成为军用装甲和航天材料的良好选择。
缺点：由于硼与碳原子之间的共价键高度共价，其烧结性较差。因此，有必要使用非常接近材料熔点的高烧结温度。这些高温会导致残留孔隙和随后的晶粒间距，从而恶化材料的特性和性能。因此，通常采用热压或热等静压，这导致制造成本较高。
