陶瓷等脆性材料在冲击波领域有着重要应用，如高强度陶瓷可作为防弹装甲[1]、透明陶瓷可作为光学窗口、铁电陶瓷可作为脉冲电源[2]。但在较强冲击下，陶瓷材料的力、光、电等各种设计功能都将会因冲击破坏而削弱，甚至发生彻底的功能失效。因此，有效地抑制冲击破坏，减少或延迟冲击波诱导功能失效的发生是急需探索的科学问题。本文通过数值模拟与实验观测，研究了受冲击的陶瓷中孔洞塌缩、裂纹扩展、介质破碎等微细观损伤演化过程，及冲击波展宽、前驱波衰减、剪应力松弛等宏观力学响应特征，并建立了细微观演化与宏观响应之间的关联。在数值模拟方面，自主开发了含微结构脆性材料的冲击波压缩破坏模型[3]：通过向模型颗粒中引入转动自由度，恢复了此类格点-弹簧模型缺失的转动守恒性质；采用Gusev的定量参数映射方法和Griffith的能量平衡原理，确保了模型准确表现陶瓷的弹性变形和脆性断裂；将孔洞和晶界等微结构引入模型样品，以研究它们在冲击波压缩下的演化机制，及细观演化对于宏观响应的影响[4]。在实验研究中，设计并成功开展了多孔陶瓷的软回收实验[5]：在6 GPa冲击应力范围内成功回收到了基本保持完整的样品，分析了回收样品中孔洞的破坏模式及孔洞周围裂纹的扩展特征，支撑了数值模拟的预测结果。本文进一步提出了对陶瓷中冲击破坏进行调控的设计策略[6]：模拟与实验表明，受冲击陶瓷中的细观裂纹网络与宏观变形波保持协同传播；因此，利用孔洞对冲击波演化进行调控，将可以有效地延迟裂纹网络传播贯通整个材料的时间，延长了陶瓷的寿命；特别是在短脉冲加载下，多孔陶瓷中将形成一个裂纹网络无法传播进入的“屏蔽区”，其中的介质可不受干扰地完成其在冲击下的设计功能。