可不可以把枪管设计成耐高温的陶瓷材质？

一般来说，陶瓷在硬度上是没有问题的，特种陶瓷的工程性能比钢铁要好，而且这种材料耐高温、耐磨损，用在枪管上再好不过。试想一下，通过这种材料制作的枪管，一口气打出几万到十几万发都不会过热或磨秃，实在是枪械性能的一大革命，到时候普通突击步枪都可以接上弹箱，秒变疯狂射击的机关枪。

但是呢，陶瓷的性状有不少问题，令它很难被应用到枪管上去，至少目前陶瓷还有许多需要攻克的难关。

首当其冲的问题就是加工难度，目前硬度较大的特种陶瓷很难加工，就连一把普通的氧化锆陶瓷餐刀都很麻烦，它们一般需要用到专用的磨料，以及比它硬度更大的陶瓷甚至钻石。试想枪管中的膛线如果从一整块特种陶瓷中钻出，咱把陶瓷那脆脆的受力条件放一边，单就说这加工的难度，恐怕为个轻武器这么大动干戈划不来吧？

当然，陶瓷这东西有个好处是可以烧结，只要不计工本，完全可以直接烧结出高强度陶瓷，膛线也不过是陶瓷的花纹罢了。

更麻烦的是结构，膛线的螺纹结构对金属来说问题不大，但是对陶瓷的结构应力来说这就不一定科学了；枪管如果在子弹发射中出现了碎裂问题，金属枪管很容易就能把碎钢挤压或喷射出去。而陶瓷则不一样，直到它们被喷出去或粉碎得更细之前，陶瓷碎屑会以各种千奇百怪的样子硬卡在枪管中，对后来的子弹射击持续造成影响。甚至它们还会造成内膛的进一步损坏，后果不言而喻。

话说回来，就目前的氧化锆这种材料，其实已经具有武器应用的能力，它的耐高温性非常好，硬度大，耐磨性超强，对火药气体的烧蚀基本无视，比很多金属材料更加优越，而且稳定的氧化锆陶瓷有与金属材料相近的热膨胀系数，真正受限制的问题还是太脆了，韧性差。

陶瓷这个东西最大的毛病就是脆，它强度虽然够，却不像金属那样，既具备耐压能力，又具备韧性抗拉能力，无论怎样巨大的震荡，对金属的影响都不大，但是反过来，陶瓷可就承受不了，枪械的震动特别大，这对陶瓷的性能是个挑战。

战场上的摔打问题也是陶瓷脆性的严重BUG，用过氧化锆氧化铝陶瓷刀的人都知道，这东西硬度大到几乎永不磨损，但只要不小心摔了一下，它马上断为两截。试想一下，枪管如果变成这样的东西，战士们能接受吗？一把长枪需要经历摸爬滚打摔碾敲等各种试验，就AK-47经历的那些项目，换个陶瓷管子未见能挨得住几下。

也许未来会有攻克脆性的新型陶瓷材料，但至少现在，人类根本无法制造符合成本的大型陶瓷枪管。

不过也有一些传言，比如美国在80年代尝试制造过陶瓷枪管，这个已经没有下文了。还有就是格洛克曾经出过GLOCK 7的“陶瓷枪管版”，但这个后来被证明只是一场炒作，格洛克并没有这种枪型，人们把电影当真了。

就算真的有陶瓷手枪，这也丝毫不用奇怪，毕竟这类武器发射能量较弱，射击的速率也不高，不是频繁的射击陶瓷材料还是撑得起的。只不过这么使用陶瓷枪管的目的主要是为了特种场合，比如躲避安检等等，更接近间谍武器，并不是为了让枪管拥有更好的耐高温等性能。

总的来说，目前美国等国家研究的方向都不是纯陶瓷枪管，他们更青睐涂覆陶瓷等技术，或者采用复合结构弥补陶瓷的硬伤。就目前的陶瓷性能发展来看，可能用不了多少年，纯陶瓷的枪管就会出现代替金属。

可不可以把枪管设计成耐高温的陶瓷材质？

特种陶瓷材料是用天然或者合成化合物在经过塑形之后承受高温烧结而成的一种高密度无机非金属材料。在经过特殊的材料配比和加工后，陶瓷内部分子高度紧固，其强度和硬度都大幅度超越了传统金属材料，并且具备耐高温、耐腐蚀等独有特点。目前在刀具制作、模具制造、耐高温半导体、甚至是坦克装甲之上都已经开始大范围采用陶瓷材料。既然陶瓷材料具备如此多的优点，而传统金属枪管加工又相当复杂，我们能不能利用陶瓷材料高强度、易塑性能特点进行枪管的加工，以此来提高枪支的性能呢？

目前主流的枪管材料都是高强度合金钢，这类材料的韧性和可塑性都不错，能够承受枪管的各种热胀冷缩和切割加工，但是最大的缺点就是硬度不够导致耐磨性太差，不管是采用精锻还是深冷加工的枪管，在反复承受弹头的高速旋转和运动后，膛线都会被一点点磨平，最终让整根枪管报废。所以枪支的寿命取决于枪管，而枪管的寿命又取决于材料的耐磨性，由于目前金属材料的限制，目前枪管的寿命普遍都在1万到2万发之间，很难超过这个范围。而陶瓷材料可以很好的弥补这一缺点。以工具陶瓷材料中应用最广泛的氧化铝陶瓷为例，它是将氧化研磨成粉末，然后使用二氧化硅进行粘结塑型，最后高温烧结而成的特种陶瓷材料。氧化铝陶瓷的硬度达到了洛氏硬度HRA80-90，能够长期在1600℃的高温下稳定工作，耐磨性能达到高锰钢的266倍，仅次于金刚石，远远超过了普通的碳铁合金，能够更好的耐受发射药的烧子弹对于枪膛的摩擦，大幅度提高枪管的寿命。其次它的重量只有3.5g/cm3，不到合金钢的一半，如果用它来造枪管，枪支也可以最大限度的减重，有效提高便携性。（氧化铝陶瓷制品）

然而具备硬度和低密度的特性仍旧无法让氧化铝陶瓷成为制造枪管的材料。陶瓷材料最主要的缺点就是脆性太大，韧性太差，瞬间的温度变化和局部的开孔撞击就很容易让它裂成碎片（用过陶瓷刀的应该深有体会）。而在枪管的加工中，不可避免的会进行深孔加工，在射击时，发射药也会发生急剧的温度变化而产生一定量的热胀冷缩形变，在使用中枪支不可避免的会发生跌落撞击，而这三者中的任意一个操作都会让枪管瞬间碎裂，因此目前主流的陶瓷材料完全不可能实现枪管加工。（枪管深孔加工膛线）

不过目前已经有一种新型陶瓷材料成为各国追逐研究的对象，它就是大名鼎鼎的氧化锆陶瓷，这种特殊的陶瓷本来也和其他陶瓷合成材料一样，脆性很大，但是在1975年澳大利亚科学家在烧制过程中加入了氧化钙作为稳定剂，这让氧化锆材料发生了马氏体相变，在这一过程中材料发生了神奇的变化，内部应力相互调和，最后竟然具备了前所未有的高韧性。虽然目前还没有诞生量产的陶瓷枪管，但是随着氧化锆各种材料属性的提高，未来很有可能会诞生氧化锆枪管，这只是个时间问题。（氧化锆陶瓷）

可不可以把枪管设计成耐高温的陶瓷材质？

陶瓷的硬度和耐高温性能很好，但是唯一的问题是：它的延展性为0。

这一点决定了陶瓷没有办法应用在任何对抗冲击性有很高要求的场合。而枪管在发射瞬间，不仅仅是高温，还有变化非常剧烈的高压，相当于对管壁施加很高的应力，陶瓷它的晶粒内部具有离子键或带有一定共价键型的过渡键型,这一点和金属键不同,所以在外力作用下直到破裂为止,也不会出现晶面滑移。翻译过来说，就是：陶瓷只能靠碎裂来吸收外部应力。所以用陶瓷做枪管唯一的结局就是爆炸。。。所以这一点就决定了枪管只能由金属，确切点说只能用钢来制造。

3D打印的枪已经早就有了，但是金属做的枪管仍然是不能打印的部件

陶瓷在工业上应用非常广泛，耐磨、耐高温的场合中最为常见

陶瓷和金属延展性的巨大差别主要来自于二者的化学键形式不同。金属是依靠金属键互相约束，主要是依靠外层自由电子的静电力来吸引，没有表现出极性，所以金属键是非极性键，由于自由电子可以自由运动这一点，导致金属可以发生很大型变而不发生金属键断裂，这就是其延展性的由来。

碳化硼陶瓷分子模型

金属的结构，由于电子是可以乱窜的，导致金属分子之间位置约束几乎没有，宏观上表现为延展性，即收到冲击会以型变形式吸收应力

可不可以把枪管设计成耐高温的陶瓷材质？

图片上这些“象牙白”的陶瓷管就是钢铁（冶金）工业化验用的燃烧管，就是钢铁在冶炼过程中需要化验化学成分，先取一个“钢样”拿到化验室用钻床钻下来少许钢末，再与该钢种的“标样”和药品混合后放入燃烧管当中，加热溶合，分析出钢样内的化学成分...这个燃烧管要比普通陶瓷耐高温性能好了很多，是耐高温陶瓷（也可以制造坩埚）并且这个东西很硬很耐磨，我们偶尔在菜市场的肉案子也能看到它，是荡磨刀用的。

但是耐高温陶瓷也不能制造枪管，因为它的韧性太低了，通俗的说它就是太脆了！抗膨胀系数和抗冲击性能也很差，而子弹在枪管里运动的时候枪管不但要经受高温，还要经受发射药的高温膨胀气体和子弹与膛线摩擦时产生的局部冲击力。AK–47突击步枪子弹在枪管内运行动态图，子弹在发射时：先是击针撞击子弹的“底火”再点燃弹壳内的发射药→弹头与弹壳分离→高温高速气体推动子弹运动向前→在枪管内与膛线高速旋转摩擦→出枪口命中目标，这个期间枪管要经受：高温、高膛压、高速气体膨胀、高速摩擦带来的冲击力和摩擦力，这种恶劣的使用环境对于陶瓷来说是经受不住的，因为枪管不只是耐热的问题，需要它的散热性能也要好一些，这样才能降低温度使枪管保持理化性能，不呈现红热状态而改变枪管的几何尺寸，但陶瓷恰恰是保温性能好，散热性能差的材料，现代自动枪械的射速都在600～1000发/分钟，这样快的射速必然会产生高摩擦力和高温，即便是陶瓷再耐热也不行，在持续的高温下枪管的内壁会出现崩落现象，甚至由于韧性和抗冲击性能太差，短时间内枪管就会炸裂。

高速相机拍摄的子弹出枪口的照片，发射药所产生的膨胀气体也拍摄的很清晰，这样高的耐膨胀系数陶瓷管是经受不住的，很容易崩裂。

那么，一般的氧化铝陶瓷性能差，金属陶瓷总该可以吧？它也不行，且不说它的理化指标是否适合制造枪管，它的生产流程就不适合。

金属陶瓷到目前的大规模生产都采用烧结法来制造，就是使用模具将氧化铝和其它的镍钼钒等金属粉末充分的混合在一起，再注入模具内进行高温烧结...但这种加工方式不适合制造枪管，它属于一次成型的工业制品，而枪管内是有复杂的膛线存在，并且膛线的加工精度要求很高，采用烧结工艺没法大批量精确烧结出来膛线，而且金属陶瓷还不能进行后续机械加工，金属陶瓷是非常硬的材料“布氏硬度”达到80以上，它就是制造高级金属加工母床的切削刀具的，所以没法对它进行二次加工。

更严重的问题是它只能制造体积比较小的物品，比如：精密的车刀、铣刀、刨刀...等等小物件，物件越小在烧结过程中温度越容易控制，而烧结枪管这样大的东西从模具上就很难保证大批量的精确尺寸生产，而温度更难以控制！稍有不慎就会“过烧”或者低温断裂，还有就是金属陶瓷价格很昂贵，十几倍与枪管钢材，所以金属陶瓷也不适宜枪管的制造。总之，包括枪管在内的大部分枪械零件都是由钢来制造，钢作为“第一金属”，总体理化指标符合使用要求，硬度、韧性、抗膨胀系数、耐高温，散热性能都比较让人满意，即便是损坏了换一根就是了，这种大规模制造的枪械零件价格比较便宜。

可不可以把枪管设计成耐高温的陶瓷材质？

很肯定的跟你说，就目前的技术，还不能。1、首先火药被激发后产生高温高压。枪管除了耐要高温，还得承受很高的膛压。2、陶瓷本身硬而脆，加工膛线是个问题。3、火药被激发时跟子弹出膛时气压急剧变化，气压对枪管的冲击力很大，枪膛必须具备一定的抗冲击性。4、陶瓷导热性能不佳，枪管内一瞬间产生大量的热量。局部受热产生热应力，导致开裂。所以说，陶瓷做枪管就目前来说不太合适。

可不可以把枪管设计成耐高温的陶瓷材质？

你要知道子弹出膛的原理 你就不会这么问了

除非是滑膛枪还有那么一点可能性

子弹的直径和膛线的深度一样 如图所示，子弹的直径和阴线间直径一样 所以打过的子弹头上都有几道膛线挤出来的沟 也就是子弹为了旋转是被挤出枪管的 它在经过枪管里的时候 枪管是会变形的 它所在的位置会变粗

所以枪管的钢不但需要硬度 而且还需要韧性