防刺防彈衣在材料方面滿足防刺防彈衣要極大程度地吸收子彈及其他射體動(dòng)能的要求，下面小編給大家介紹一下防刺防彈衣的材料知識(shí)。
防刺防彈衣材料必須具有強(qiáng)度高、韌性好、吸能能力強(qiáng)的性能。用于防刺防彈衣上，尤其是軟體防刺防彈衣上的材料都以高性能纖維為主。這些高性能纖維以高強(qiáng)和高模為重要特征。一些高性能纖維如碳纖維或硼纖維等，雖具有很高的強(qiáng)度，但由于柔韌性不佳，斷裂功小，難以紡織加工，以及價(jià)格高等原因，基本上不適用于人體防刺防彈衣。
  具體說來，對(duì)防彈織物而言，其防彈作用主要取決于以下方面：纖維的拉伸強(qiáng)力、纖維的斷裂伸長(zhǎng)和斷裂功、纖維的模量、纖維的取向度和應(yīng)力波傳遞速度、纖維的細(xì)度、纖維的集合方式，單位面積的纖維重量，紗線的結(jié)構(gòu)和表面特征，織物的組織結(jié)構(gòu)，纖維網(wǎng)層的厚度，網(wǎng)層或織物層的層數(shù)等。用于抗沖擊的纖維材料，其性能取決于纖維的斷裂能及應(yīng)力波傳遞的速度。應(yīng)力波要求盡快擴(kuò)散，而纖維在高速?zèng)_擊下的斷裂能應(yīng)盡可能提高。材料的拉伸斷裂功是材料抵抗外力破壞所具有的能量，它是一個(gè)與拉伸強(qiáng)力和伸長(zhǎng)變形相關(guān)的函數(shù)。
  因此，從理論上說，拉伸強(qiáng)力越高，伸長(zhǎng)變形能力也較強(qiáng)的材料，其吸收能量的潛力也越大。但在實(shí)踐中，用于防刺防彈衣的材料不允許有過大的變形，所以用于防刺防彈衣的纖維必然同時(shí)具有較高的抵抗變形的能力，即高模量。紗線的結(jié)構(gòu)對(duì)防彈能力的影響是源于不同的紗線織物會(huì)造成單纖強(qiáng)力利用率和紗線整體伸長(zhǎng)變形能力的差異。紗線的斷裂過程首先取決于纖維的斷裂過程，但由于它是一個(gè)集合體，因此在斷裂機(jī)理上又有很大的差別。纖維的細(xì)度細(xì)，則在紗中的相互抱合較為緊貼，同時(shí)受力也較為均勻，因而提高了成紗的強(qiáng)度。
  除此之外，紗線中纖維排列的伸直平行度、內(nèi)外層轉(zhuǎn)移次數(shù)、紗線捻度等都對(duì)紗線的機(jī)械性能尤其是拉伸強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)等有重要的影響。另外，由于受彈擊過程中會(huì)產(chǎn)生紗線與紗線、紗線與彈體的相互作用，紗線的表面特征會(huì)對(duì)以上兩種作用產(chǎn)生或加強(qiáng)或削弱的效果。紗線表面油劑、水分的存在會(huì)降低子彈或彈片穿透材料的阻力，因此人們往往要對(duì)材料施行清洗和干燥等處理，并尋求提高穿透阻力的辦法。
  具有高拉伸強(qiáng)力和高模量的合成纖維通常是高度取向的，所以纖維表面光滑、摩擦系數(shù)低。這些纖維用在防彈織物中時(shí)，受彈擊后纖維間傳遞能量的能力差，應(yīng)力波不能迅速擴(kuò)散，由此也降低了織物阻擊子彈的能力。
  除了纖維性質(zhì)、紗線特征之外，影響防刺防彈衣防彈能力的重要因素還有織物的組織結(jié)構(gòu)。用于軟件防刺防彈衣上的織物結(jié)構(gòu)類型包括針織物、機(jī)織物、無緯布，針刺非織造氈等。針織物具有較高的延伸率，因而有利于提高服用舒適性。但這種高延伸率用于抗沖擊會(huì)產(chǎn)生很大的非貫穿性損傷。另外，由于針織物具有各向異性的特征，導(dǎo)致了在不同方向上具有不同程度的抗沖擊性。所以，盡管針織物在生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率方面具有優(yōu)勢(shì)，但它一般只適用于制造防刺手套、擊劍服等，而不能完全用于防刺防彈衣上。
  在防刺防彈衣中應(yīng)用較為廣泛的是機(jī)織物、無緯布和針刺非織造氈。這三類織物由于其結(jié)構(gòu)不同，各自的防彈機(jī)理也不盡相同，彈道學(xué)還無法給予充分的解釋。一般說來，子彈擊中織物后，會(huì)在彈著點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)徑向的振動(dòng)波，并通過紗線高速擴(kuò)散。當(dāng)振動(dòng)波到達(dá)紗線的交織點(diǎn)時(shí)，一部分波將沿著原先的紗線傳到交織點(diǎn)的另一邊，另一部分轉(zhuǎn)移到與之交織的紗線內(nèi)部，還有一部分沿著原先的紗線反射回去，形成反射波。
  在上述三種織物中，機(jī)織物的交織點(diǎn)非常多，受彈擊后，子彈的動(dòng)能可通過交織點(diǎn)上紗線的相互作用得以傳遞，從而使子彈或彈片的沖擊力能在較大區(qū)域內(nèi)吸收。但與此同時(shí)，交織點(diǎn)在無形中又起了固定端的作用。在固定末端所形成的反射波與原來的入射波會(huì)產(chǎn)生同向疊加，使紗線受到的拉伸作用大大增強(qiáng)，在超過其斷裂強(qiáng)度后斷裂。另外，一些小的彈片還有可能將機(jī)織物中的單根紗線推開，從而降低了彈片穿透阻力。在一定范圍內(nèi)，如果提高織物密度，可以減少上述情形出現(xiàn)的可能，并提高機(jī)織物的強(qiáng)度，但卻會(huì)增強(qiáng)應(yīng)力波反射疊加的負(fù)效應(yīng)。
  從理論上講，要獲取好的抗沖擊性能是采用單向的、沒有交織點(diǎn)的材料。這也正是“Shield”技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)?！癝hield”技術(shù)即“單向排列”技術(shù)，是美國(guó)聯(lián)合信號(hào)公司于1988年推出并取得了專利的一種生產(chǎn)高性能非織造防彈復(fù)合材料的方法。這一專利技術(shù)的使用權(quán)也授予了荷蘭DSM公司。運(yùn)用這一技術(shù)制成的織物即為無緯布。無緯布是將纖維單向平行排列并用熱塑性樹脂粘結(jié)，同時(shí)將纖維進(jìn)行層間交叉，并以熱塑性樹脂壓制而成。子彈或彈片的大部分能量是通過使沖擊點(diǎn)或沖擊點(diǎn)附近的纖維伸長(zhǎng)斷裂而被吸收的?！癝hield”織物可極大程度地保持纖維原有的強(qiáng)力，并迅速使能量分散到較大的范圍上去，加工工序也較為簡(jiǎn)單。
  單層的無緯布疊合后可作為軟體防刺防彈衣的主干結(jié)構(gòu)，多層壓制則可成為用于防彈加強(qiáng)插板等硬質(zhì)防彈材料。如果說在上述兩類織物中，大部分彈體能量是在沖擊點(diǎn)或沖擊點(diǎn)附近的纖維處，通過過度拉伸或刺穿使纖維斷裂而被吸收的，那么對(duì)以針刺非織造氈為結(jié)構(gòu)的織物的防彈機(jī)理則無法解釋。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)已表明，在針刺非織造氈中幾乎不發(fā)生纖維的斷裂。針刺非織造氈由大量短纖構(gòu)成，不存在交織點(diǎn)，幾乎沒有應(yīng)變波的固定點(diǎn)反射。其防彈效果取決于子彈沖擊能在氈中的擴(kuò)散速度。
  在被彈片擊中以后，在碎片模擬彈（FSP）的頂端有一卷纖維狀物質(zhì)。于是預(yù)測(cè)，彈體或彈片在彈擊初始階段即變鈍，從而使其難以穿透織物。