Het kogelwerende mechanisme van keramiek en metalen is heel anders. Metalen absorberen de kinetische energie van projectielen als gevolg van plastische vervorming, terwijl keramiek de kinetische energie van projectielen absorbeert vanwege hun breuk. Over het algemeen is het keramische pantsersysteem samengesteld uit een enkel stuk keramiek of keramiek-metaalcomposiet en bedekt met een nylon doeklaag gecombineerd met organische vezels met een hoge treksterkte (glasvezel is ook mogelijk).
Onder de impact van de kogel (snelheid> 700～800 m/s), wordt de voorkant van het keramiek gebroken en wordt de resterende energie geabsorbeerd door het zachte versterkingsmateriaal (zoals een nylon doeklaag) aan de achterkant . Het omgekeerde materiaal moet de fragmenten van het keramische materiaal en de kogel zelf kunnen dragen nadat de kogel inslaat.
Kogelvrij keramiek vereist veel eigenschappen, zoals dichtheid en porositeit, hardheid, breuktaaiheid, Young's modulus, geluidssnelheid, mechanische sterkte, enz. Geen van de eigenschappen kan een directe en beslissende relatie hebben met de algehele ballistische prestatie, dus het breukmechanisme Het is erg ingewikkeld, scheurvorming wordt veroorzaakt door vele factoren en de tijd van optreden is erg kort. De porositeit van kogelvrij keramiek moet zo laag mogelijk zijn om de hardheid en Young's modulus te verbeteren. Voor Al2O3-porselein moet de porositeit bijna nul zijn en mag de waterabsorptie niet hoger zijn dan 0,02%. De hardheid van keramiek is zeer veeleisend, die hoger zou moeten zijn dan die van vliegende kernkoppen. Voor Al2O3-keramiek moet de hardheid Hv hoger zijn dan 1220-1250. De snelheid van geluidsvoortplanting in het keramiek geeft het vermogen van het keramiek aan om energie te verbruiken op het impactoppervlak. Een hoge geluidssnelheid is gewenst, en een hoge geluidssnelheid geeft indirect ook aan dat het keramiek een goede verdichting en lage gesloten poriën heeft. Volgens de werkelijke ervaring moet de geluidssnelheid van Al2O3-porselein groter zijn dan 10000 m/s, bij voorkeur 10500-11500 m/s. Er zijn twee soorten kogelvrij keramiek, namelijk de monolithische keramische structuur en de keramische composietstructuur. Keramiek met monolithische structuur omvat oxidekeramiek (voornamelijk Al2O3-keramiek) en niet-oxidekeramiek (bijvoorbeeld: SiC, Si3N4, AlN en TiB2, enz.), En binaire systemen (bijvoorbeeld: op B4C-TiB2 gebaseerde keramiek). Over het algemeen hebben niet-oxide-keramieken hogere fysische eigenschappen en een relatief lage dichtheid (behalve voor TiB2-gebaseerde keramiek), en zijn ze voordeliger dan Al2O3-keramiek als kogelvrij. Deze materiaalproductiemethoden maken echter meestal gebruik van duurder heet persen, wat niet gemakkelijk te industrialiseren is. Het is echter ook duidelijk dat warmpersen de mechanische eigenschappen van kogelvrij keramiek kan verbeteren. Keramische matrixcomposieten hebben hoge ballistische prestaties vanwege hoge mechanische eigenschappen, met name breuktaaiheid. Na de inslag van het projectiel hebben keramische matrixcomposieten een betere integriteit dan monolithische keramiek. Verschillende composietkeramieken zijn als volgt: Al2O3/SiC(w), Al2O3/SiC(f), Al2O3/C(f), TiB2/B4C(p), TiB2/SiC(p) en cermet (zoals LanxideTM) De samenstelling is Ni/(Al)-carbiden, zoals Ni/TiC en Al/B4C(p). De meeste van deze materialen zijn heet geperst, dus ze zijn duurder. Hoewel de kogelvrije keramische LanxideTM geen heet persproces is, vereist het speciale processen en apparatuur, dus de prijs is relatief duur.
