武器および装備におけるセラミック材料の応用
I. 装甲防御システムにおけるセラミック複合材料
武器・装備分野において、セラミック複合材は、その独特な物理的・化学的特性により、現代の装甲防御システムの中核材料の一つとなっています。高硬度、軽量、そして優れた耐衝撃性により、陸海空戦闘プラットフォームの防御設計において重要な位置を占めています。装甲車両の防御においては、セラミック複合材の適用により、戦闘車両の生存性が大幅に向上しました。従来の鋼鉄装甲と比較して、セラミック複合材は密度が低いため、装甲重量を大幅に軽減し、車両の機動性を向上させることができます。
例えば、アルミナや炭化ケイ素セラミックを使用した複合装甲は、モース硬度が 9 を超えており、徹甲弾や爆発成形弾の貫通に効果的に抵抗できます。
セラミック材料は耐腐食性に優れているため、海洋環境で優れた性能を発揮し、従来の金属保護材料よりもはるかに長い 20 年以上の耐用年数を実現します。
軍用機の設計では、胴体や翼の前縁などの主要部品の装甲保護にセラミックマトリックス複合材が使用されています。
II. ミサイルおよびロケットエンジンにおける耐熱セラミック部品
窒化ケイ素（シ₃N₄）および炭化ケイ素（SiC）セラミックは、1,600 °C の高温環境でも 400 MPa を超える曲げ強度を維持できるため、エンジンの高温部品に最適です。
ミサイルエンジンの用途では、セラミックマトリックス複合材がタービンローターブレードや燃焼室ライナーの製造に効果的に使用されています。
ロケットエンジンの推進効率の向上は、先進セラミック材料の適用から直接的な恩恵を受けています。NASAは2021年から2023年にかけて実施した一連の試験において、ジルコニア強化アルミナ（ZTA）セラミックノズルが3000℃の高温ガス環境において優れた耐熱衝撃性を示し、従来の金属ノズルに比べて5～8倍の耐用年数を有することを確認しました。
3. 防弾板および軽量装甲用セラミックス
防弾板の分野では、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素を主体とした技術ルートが形成されています。性能試験データによると、セラミック防弾板は圧縮強度、引張強度、耐衝撃性において優れた性能を示し、様々な口径の弾丸による攻撃に有効に耐えることができます。従来の金属材料と比較して、セラミック防弾板は軽量化という大きな利点があり、30%から50%の軽量化が可能で、兵士個々の機動性と持続的な戦闘能力を大幅に向上させます。
軽量装甲ソリューションは、単機能防御から多機能統合へと進化してきました。現在の軍事装備では、防御性能の確保を前提に、セラミック複合装甲によって装甲車両の総重量を15～20%削減することに成功しています。