让炮弹瞬间粉碎的泡沫材料，用在阿塞拜疆与亚美尼亚战争中会怎样

战争最终还是没有绕过多事之秋的2020年。位于亚欧大陆咽喉要道的外高加索地区，两个从不相好的邻居亚美尼亚和阿塞拜疆又爆发了激烈的军事冲突，战前的累世仇怨、战时的相互推搡和冲突升级迫使双方先后动用了各种重武器，火力密度史无前例。

阿塞拜疆部队撤离时遭遇猛烈轰炸 士兵被导弹锁定炸成灰烬

亚美尼亚军队密集发射炮弹，阿塞拜疆地面部队遭到猛烈轰炸。炮火几乎封锁了阿塞拜疆部队的撤退路线，阿塞拜疆士兵更是遭遇飞弹锁定，被炸成灰烬。而阿塞拜疆运输武器弹药的车队也遭到遇亚美尼亚方面袭击爆炸。随着战事升级，迫使阿塞拜疆和亚美尼亚重型火箭炮部队开始互相轰击对方城市了。对着居民区发射重型子母弹，世界历史第一次火箭炮互相轰城，……尽管两个小国脆弱的防护系统在枪林弹雨中让生命显得脆弱无力，损失很大，联合国也尽力协调劝阻，但双方都不退让，重回到谈判桌上仍很艰难。

阿塞拜疆和亚美尼亚“互相轰城”居民区到处都是火箭弹残骸和没有爆炸的小炸弹

像阿塞拜疆和亚美尼亚这样的局部冲突时有发生，带来惨烈伤亡的同时，也给人们蒙上一生的阴影。不光光是战争的伤害，21世纪的全球范围内，恐怖组织不时袭击各国无辜人民，破坏社会的极端暴力事件也难以杜绝。因此市场上急需大量的防护装备，甚至出现了供不应求的局面。目前，抗冲击韧性好，比冲击吸收能量高的复合材料被广泛用于防弹衣、防弹插板和防弹装甲中。

可是，你知道不，复合金属发泡材料也被用来研发到防弹任务中，而且还能适用于高强度、高硬度、低密度的高性能装甲系统，满足了军用车辆、舰艇的安全性升级需求，满足了国家反恐需求，满足了社会治安需求。

出于防弹、防爆目的，美国前总统奥巴马乘坐的“陆军一号”防弹轿车采用了大量发泡铝夹层材料。这只是金属发泡的防弹防爆应用的冰山一角，随着军工防卫需要和发泡技术的成熟，更强威力的复合金属发泡材料被提上日程。

2016年4月5日，由美国北卡罗来纳州立大学机械航空工程系教授Afsaneh Rabiei 研制出强大的发泡金属复合物（composite metal foams，CMFs），可以让穿甲子弹瞬间化为灰烬！试验按照美国国家司法协会（NIJ）发布的防弹测试标准程序来进行。试验中，研究人员将尺寸为 7.62 x 63 毫米、口径 0.3 英寸的 M2 普通弹，射向发泡金属复合物后，子弹瞬间化成一团烟灰与碎屑，好像被电影中的钢铁怪兽吞食了一样。

2018年3月，该所大学和美国陆军航空应用技术理事会合作开发出一种新型的不锈钢复合金属发泡，并证实10mm的发泡板即可阻止口径为23×152mm、速度为1.52km/s的燃烧弹的爆炸和碎片冲击。研究表明：复合金属发泡的能量吸收性能比金属基体高2个数量级，比强度是相同质量金属泡沫的3倍。

2019年6月，又是北卡罗来纳州立大学制造出一种由金属基体（钢、钛、铝等）和内嵌中空金属微球（不锈钢、钛合金等）构成的更强悍的复合金属发泡材料。试验结果证明，该复合金属发泡材料能够像传统的钢制装甲一样承受0.50mm口径、速度为500-885m/s的穿甲弹的冲击。其中的复合金属发泡芯材能够吸收球形弹72% ~ 75%的动能和穿甲弹68% ~ 78%的动能。研究人员表示，与陶瓷、铝合金、环氧树脂等复合可进一步制备功能杂化材料，具有轻质、防弹、耐腐蚀、耐辐射等优异性能。

2019年10月，北卡罗来纳州立大学又研发出环氧树脂填充的不锈钢复合金属发泡材料。研究人员采用粉末冶金法制备出由直径2mm、厚度100μm的不锈钢空心球和316L不锈钢基体组成的复合金属发泡芯材，并采用高强度航空级环氧树脂与陶瓷面板以及7075-T6铝质背板粘结，得到硬装甲系统。用口径12.7mm的球形弹和穿甲弹以500m/s ~ 885m/s的速度进行测试，发现该装甲系统的抗弹性能与传统钢制装甲相当，但重量不足其一半。研究还表明，该系统还能有效地屏蔽X射线，伽马射线和中子辐射，耐高温性能是不锈钢基材的两倍。

2020年3月，北卡罗来纳州立大学研究人员又开发出一种耐燃型钢-钢复合金属发泡材料（S–S CMF），有望替代结构钢用于危化品罐车、军用防爆车辆、建筑物等领域。模拟试验结果表明，15.9毫米厚S–S CMF试板在825℃火焰下暴露100分钟后的背面温度仅为351~379℃，满足相关标准（49 CFR Part 179 Appendix B）要求，而同样厚度钢板暴露12分钟后背面温度就已经超标。研究人员还将扩大试验规模和进行火炬燃烧试验，并建立模型以预测不同类型CMF材料的性能，在物理、机械和热性能之间寻求最佳平衡。

钢-钢复合金属泡沫测试前后未发生明显变化 来源：NC STATE UNIVERSITY

除了给人做防弹保护外，北卡罗来纳州立大学又为坦克研制防止炮弹入侵的最强威力的混合金属发泡材料。

在当今火力和装甲水平都突飞猛进的同时，提升坦克的机动性以及信息化水平成了世界各国的研究方向。为了给装甲减重，又能确保机动性提升。该大学又和美陆军航空应用科技局组团开发了一款新的“不锈钢复合金属发泡材料”。对此Rabiei表示，不锈钢复合金属泡沫是目前已知能够再尽量降低坦克装甲车辆重量的情况之下做到最好防护能力的材料。

测试结果证明该材料强过普通的均质装甲。在实际测试中，研究人员用一块厚度为9.5毫米和一块厚度为16.72毫米的复合金属发泡片布置在一块2.3毫米的铝板后方，并且用俄罗斯ZSU-23“石勒喀河”机炮的23*152毫米炮弹朝其开火，试验结果表明，16.72毫米的金属发泡片没有被一块破片穿透，9.5毫米的则阻挡了绝大部分，也没出现变形的情况。不锈钢复合金属发泡材料进行了不同程度的测验，每次均表现出了相当良好的成绩。几乎一跃成为目前世界范围内重量最轻，但是防护水平最强的材料。

不锈钢复合金属发泡材料的问世让装甲兵器有足够的剩余重量去搭载更多的武器系统和电子设备，甚至是提供发动机的输出功率增强其机动性水平。坦克也在追求轻量化设计，除了美国人的M1A2和印度的“阿琼”，无论是日本的10式、德国的“豹II”还是法国人的“勒克莱尔”都在为坦克瘦身，俄罗斯甚至把最新的T-14主战坦克重量压低到了48吨。我们不难看出，目前世界各国的主战坦克都在疯狂压低重量，不锈钢复合金属发泡材料必定有广阔的市场。

面对极有可能的局部战争、日益严峻的反恐形势以及国内外市场需求量的急剧上升，高性能防护材料总体上升，复合金属发泡材料被委以重任，作为军警急需配备更加精良的装备参与到保护国家主权安全和人民群众的生命安全中。

复合金属发泡材料因此被称为下一代轻质材料，在车辆轻质装甲、士兵个人防护、热防护、辐射屏蔽、有害物质运输、交通工具能量吸收器、直升机着陆能量吸收部件、可植入医疗设备等诸多领域有显著的应用潜力，已经受到美国、俄罗斯、中国和欧洲各国的高度关注。虽然现在我国内整体安宁，但边境地区仍要随时警惕像印度这样的豺狼，强烈建议给驻守在班公湖地区的中国士兵们配备更先进精良的防护装备，以保证他们永远不被侵犯。

期待复合金属发泡材料尽快由军用扩展到民用和商用，2020年以后为开启全面建设社会主义现代化国家新征程中尽绵薄之力！