随着科技的进步,反装甲武器日新月异,逐渐强大,这就需要在装甲防护领域加大研究,制备出密度低、防护性能好、能大规模生产的防护装甲。由陶瓷增强的金属基复合材料具有轻质高强的特点,成为研究装甲防护领域中值得深入研究的材料之一。本文针对目前陶瓷球增强的金属基复合材料的制备和抗弹性能和及机理等国内研究存在空白的问题,设计并制备不同阵列结构和不同约束材料的（Si CB+B4Cp）/7075Al复合材料,对不同约束材料进行基础力学性能测试,对复合材料进行抗12.7mm穿甲燃烧弹的抗弹性能测试,分析抗弹测试结果,对抗弹过后的（Si CB+B4Cp）/7075Al复合材料基于宏微观损伤分析,结合有限元模拟,探究复合材料抗弹机理。基于压力浸渗工艺和粉体极配,设计制备了不同阵列结构和不同约束材料的共计七种复合结构,各复合材料组织均匀,复合良好,B4C颗粒体积分数为30%和0时,复合材料有一定渗铝层。对B4C增强体颗粒体积为70%、50%和30%的约束材料进行基本力学性能测试和微观组织观察。三种约束材料中B4C颗粒均匀分在铝基体中,密度与理论值相差不超过1%;30vol.%、50vol.%和70vol.%B4C/7075Al复合材料硬度分别为254HB、382HB和596HB;30vol.%复合材料的抗弯强度为875MPa,抗压强度为817MPa,仍保留有一定塑性;50vol.%复合材料的抗弯强度和抗压强度最高,分别为1098MPa和1268MPa;70vol.%复合材料的抗弯强度仅为740MPa,抗压强度为1080MPa。随着B4C含量的增加,复合材料的塑性逐渐降低,这是由于复合材料中B4C含量过高,材料脆性太大导致提前断裂。使用12.7mm穿甲燃烧弹（API,Armor-piercing incendiary）对七种复合材料进行抗弹性能测试。结果表明,约束材料为50vol.%和70vol.%B4C/7075Al时,复合材料的抗弹损伤较小,抗多发弹能力较好,70vol.%B4C/7075Al作为约束材料防护系数最高,为4.45;约束材料为30vol.%B4C/7075Al和纯7075Al复合材料损伤增大,抗弹性能和抗多发弹能力均有所下降;四种不同阵列结构中8mm陶瓷球密排结构是最为理想的阵列结构,其余三种结构的复合材料抗弹损伤大,8mm陶瓷球中间密排和12mm陶瓷球密排结构还出现了失效的情况,复合材料沿陶瓷球中间整体全部掀开,抗多发弹能力急剧下降。对抗弹后的复合材料进行了SEM和TEM分析表明,四种复合材料均存在铝基体熔融、凝固导致的白色圆球;不同阵列结构的复合材料微观损伤情况基本相同,无明显差异。抗弹过程中陶瓷球碎裂的方式为脆断,断口光滑;陶瓷球间隙的约束材料中增强体颗粒存在断裂情况。复合材料在抗弹前仅有少量细小的GP区生成,无η`相和η相生成,B4C/Al界面处有Mg O生成。抗弹后复合材料析出相回溶,铝基体中存在一定的位错和缺陷,在界面处存在元素扩散且有Al4Si C4和Mg O界面反应物生成,增强体颗粒大量断裂,同时还存在位错和孪晶等微观缺陷。结合有限元模拟对子弹侵彻过程中子弹速度、复合材料应力分布和损伤情况进行模拟,探究子弹侵彻过程中各部分起到的防护作用,探究复合材料中应力分布和损伤之间的关系。结果表明,有限元模拟的侵彻深度结果与实际误差在10%以内,数值模拟与实际结果吻合很好;Si C阵列单元的尺寸、排布方式、位置和约束材料的性质对侵彻过程中结构的应力分布和损伤形式有重要影响。