美國陸軍正在研發能夠在惡劣環境下承擔戰斗保護的防御材料。美國陸軍研究實驗室(Army Research Laboratory，ARL)則正專注于金屬、陶瓷、復合這三類材料的協同開發。具體則除了工業界和學術界的支持，還有來自于國家實驗室的高性能計算機、人工智能和機器學習的幫助來發現新材料。對新材料的一個重要要求就是重量，減輕負重對士兵和機械都意義重大。

美國陸軍實驗室（ARL）的一名材料工程師正在檢查樣品

關于金屬，研究方向是鎂，它是已知最輕的結構金屬之一，但它需要在強度和失效機制方面戰勝鋁乃至鋼鐵并不容易，更現實的是開發一種全新的合金。關于復合材料，研究人員正在研究玻纖環氧（glass-epoxy）復合材料。最后來到本文重點，陶瓷材料裝甲——這尤其對單兵防護更有意義。

對陶瓷而言，大部分研究的方向都是——降低脆性（提升韌性）。雖然它的硬度比金屬高數倍，但它的抗拉強度卻也比金屬低數倍，而防彈材料對這兩個參數都有相當的要求。對此，碳化硼作為首選研究對象已是共識，陸軍實驗室正在與羅格斯大學、約翰霍普金斯合作，針對其破壞機制之一的非晶剪切變形傾向，希望通過使用分子材料加強其晶體結構。

德克薩斯A＆M大學早些時候對碳化硼做了“硅”添加的研究

今年年初，德克薩斯曾有一一項關于改善碳化硼抗沖擊性的研究成果，通過添加很少量硅可以使碳化硼樣品原本的相變程度下降40%，由此來對抗碳化硼莊家的失效問題。顯然，此次項目的研究人員也參考了這個成果，但負責人發現添加硅確實可以減少非晶失效，但同時這也會導致碳化硼的強度下降。因此，研究方向就成了添加另一種潛在的添加劑，比如二硼化鈦。從而再度將下降的強度恢復。而目前這項研究需要更多的樣品來支撐。

用負責人Satapathy博士的話來總結就是，“我們正在開發科學，創造一種新材料，同時也在培養下一代科學工作者，在未來可以繼續解決這個問題?！倍鴮⒔饘佟⑻沾?、復合材料這三種不同的材料進行結合，則是ARL的首要任務，比如用復合材料支撐的陶瓷板?！巴ㄟ^材料組合讓它們發揮各自的優勢，而我們的工作則是系統設計?！?/span>

原文鏈接：https://www.afcea.org/content/army-researchers-look-few-tough-materials

編譯 YUXI

拓展閱讀：

http://www.shpa18.com/info_details/index/6268.html