陶瓷材料因具有密度低、强度高、模量高等特点,被广泛地应用于各类装甲防护结构。随着材料科学领域的进步和相关工业技术的创新,以氧化铝为基体的陶瓷基复合材料以更优越的力学性能和性价比,逐渐成为了新型装甲防护材料的热门选择。近年来,大量研究人员对于氧化铝基复合材料的研究主要集中在烧结工艺、微观结构和力学性能等方向,对于材料冲击失效机理研究仍需开展深入研究。尤其,针对复相陶瓷宏观与微观失效机制的关系、第二增强相对于材料性能的影响及其在裂纹扩展中所起的作用仍不明确。本文选取第二相颗粒SiC含量为5wt%的Al2O3/SiC复相陶瓷为研究对象,采用试验、理论和数值模拟相结合的方法,研究了Al2O3/SiC复相陶瓷在冲击载荷下的动态失效机制及断裂破碎行为。首先,利用SHPB加载装置对Al2O3/SiC复相陶瓷开展了动态压缩和拉伸试验,受裂纹惯性效应的影响,材料动态抗压和抗拉强度随应变率均呈指数增加,应变率效应敏感性指数接近1/3。采用SEM电镜扫描对冲击加载后不同断裂位置处复相陶瓷进行微观损伤分析,发现稀疏波会导致更多的沿晶断裂,材料微观损伤变形呈现独特的非弹性变形响应特征。回收动态压缩试验试样碎片,修订DID碎片尺度理论预测模型,获得了复相陶瓷在一维应力波作用下破碎特征及平均粒径分布,理论与试验数据吻合较好。其次,设计平面冲击加载装置及试样,研究了一维平面波作用下复相陶瓷动态失效机制。结果表明,在高应力水平下,复相陶瓷材料出现更多剪切滑移、台阶状解理断裂等局部塑性变形特征;断裂核心周围的晶粒损伤变形会受到边侧稀疏波的影响,复相陶瓷微观变形受加载速率、应力状态共同控制。同时,复相陶瓷表现出了明显的第二相粒子效应,增强相改变了微裂纹的扩展。对平面冲击波作用下复相陶瓷破碎试样进行统计分析,并在DID模型的基础之上,提出了适用于一维应变状态下预测碎片尺度的理论修正模型,理论与试验数据吻合较好。最后,通过弹道枪装置对Al2O3/SiC复相陶瓷靶板进行了抗弹冲击试验。结果表明,Al2O3/SiC复相陶瓷具有良好的抗弹性能,随着弹丸速度的增加靶板径向和环向裂纹数量增多,采用理论预测陶瓷锥锥角与试验数据吻合较好。借助AUTODUYN软件模拟弹丸对Al2O3/SiC复相陶瓷靶板的撞击过程,发现冲击压缩波与反射拉伸稀疏波在靶板中共同作用形成破碎锥。对Al2O3/SiC复相陶瓷靶进行微观分析,发现破碎锥断裂表面及径向裂纹断裂位置,由于应力状态不同而具有不同的微观断裂模式。破碎锥断裂表面出现有大量沿晶断裂,在径向裂纹扩展断裂位置主要以穿晶断裂为主,但两种断裂位置处同时具有滑移线、解理断裂等微观损伤变形特征。通过分析断裂核心晶粒的微观形貌可知,稀疏波对径向裂纹的传播以及陶瓷破碎锥的形成有重要影响。