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纵观古今,防弹材料主要有金属、合成纤维和陶瓷材料三大类。陶瓷材料因为具有高强度、高硬度及低密度等优异性能,在制备防弹材料方面具有巨大的发展潜力。其中,B4C陶瓷由于具有低密度和仅次于金刚石和立方氮化硼的高硬度等优点,因而在制备防弹材料方面比SiC、A1203等陶瓷更具优势。但是B4C陶瓷的韧性低,想要利用其制备防弹材料必须设法改善其韧性。本研究利用双层复合增韧和添加第二相颗粒增韧相结合的方法,来达到提高B4C陶瓷韧性的目的。本实验通过热压烧结和真空渗铝工艺制备B4C-B4C/Al双层复合材料,利用热压烧结分别制备了 B4C-B4C/Ti3SiC2和B4C-B4C/W2B5双层复合材料;并对该系列双层复合材料的物相组成、显微组织、力学性能及其防弹性能等进行了详细研究。实验研究结果表明:(1)B4C-B4C/Al、B4C-B4C/Ti3SiC2 和 B4C-B4C/W2B5 三种双层复合材料的密度均小于3g/cm3,满足防弹材料低密度的要求。(2)韧性层添加Ti3SiC2的体系中,B4C-B4C/40%Ti3SiC2复合材料的性能最优;韧性层添加W2B5的体系中,B4C-B4C/52%W2B5复合材料的性能最优。(3)与纯B4C的断裂韧性相比,B4C-B4C/Al、B4C-B4C/30%Ti3SiC2 和 B4C-B4C/52%W2B5 复合材料的断裂韧性均有较大提高,说明通过在B4C中分别添加第二相Al、Ti3SiC2和W2B5,并构建双层结构所制备的双层复合材料达到了提高材料断裂韧性的目的。(4)B4C-B4C/Al、B4C-B4C/30%Ti3SiC2 和 B4C-B4C/52%W2B5 三种双层复合材料对12.7mm穿甲燃烧弹的防护系数分别介于6.43-6.66、6.73-7.01和6.50-6.67之间,其防护水平优于已报道的钛合金板、碳化硼基3DMC材料及Al2O3基陶瓷材料等防弹靶板材料,说明该新型复合材料在防弹装甲领域具有极大的应用潜力。