CN109855473A - 一种复合防弹装甲板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合防弹装甲板及其制备方法,包含保护盖板、陶瓷板、金属约束板、纤维金属层合板、多孔金属夹芯板;陶瓷板和金属约束板通过过盈配合进行装配连接,以纤维金属层合板与多孔金属夹芯板支撑陶瓷,增强防弹装甲板的抗弹性能。制备工艺简单、成本低廉,相较于传统陶瓷复合装甲,防护单次打击能力更强,且具备抗多发打击能力。在武装直升机、装甲车及舰船等防弹领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷复合防弹装甲设计制造技术领域,具体涉及一种复合防弹装甲板及其制备方法。
背景技术
防弹装甲经历了由均质金属向复合装甲的发展过程,其中陶瓷复合装甲由于其相对较低的质量与较高的抗弹性能而被广泛应用。传统的陶瓷复合装甲,以硬度大的陶瓷为前面板,发挥销蚀弹丸的作用,以金属或纤维增强复合材料作为后面板,起到吸收能量的作用。以金属为后面板时,陶瓷复合装甲整体质量偏大;而以复合材料为后面板时,由于阻抗不匹配的原因,陶瓷的抗弹性能不能完全的发挥。另外,由于陶瓷本身属于脆性材料,在单发子弹撞击后,陶瓷会发生大面积碎裂,难以防护多发或后续子弹的侵彻。
为了设计与制造出质量更轻、防护性能更佳的装甲,需要引入新材料与技术对传统陶瓷复合装甲进行改进。纤维金属层合板是一种由金属薄板和纤维增强树脂型复合材料交替铺层的结构,综合了纤维增强复合材料与金属的特点,实现高比强度、高比刚度、抗疲劳、抗冲击等功能,且具有很强的可设计性,已被应用于飞机的蒙皮、舱门、货舱地板等可能遭受冲击的部位。而超轻多孔材料是近些年来随着材料制备以及机械加工技术的迅速发展而出现的一类新型多功能材料,由其轻质、承载、吸能的特点引起了相关技术人员和学者广泛的关注。但在现有的设计概念中,并未在陶瓷复合装甲中同时引入纤维金属层板与多孔金属夹芯板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种复合防弹装甲板及其制备方法,将陶瓷与金属约束板通过过盈配合进行装配连接,以纤维金属层合板作为支撑,以多孔金属夹芯板作为背板,获得质量更轻、防护性能更强且可防护多发子弹打击的防弹装甲板。
本发明采用以下技术方案:
一种复合防弹装甲板,从上至下依次包括护盖板、纤维金属层合板和多孔金属夹芯板,在护盖板和纤维金属层合板之间设置有陶瓷圆板和金属约束板,陶瓷圆板和金属约束板为一体式结构,通过纤维金属层合板与多孔金属夹芯板共同支撑陶瓷圆板与金属约束板。
具体的,陶瓷圆板和金属约束板采用过盈配合连接,构成的装配体至少包括一层。
进一步的,装配体相邻两层的陶瓷圆板之间采用相互错位方式安装。
具体的,陶瓷圆板至少包括一个,且多个陶瓷圆板的大小和间隙均一致。
具体的,陶瓷圆板与金属约束板上开的圆孔直径之差为0.05~1mm;陶瓷圆板和金属约束板尺寸精度为0.01~0.05mm。
具体的,陶瓷圆板的厚度为5~15mm,金属约束板的厚度为5~15mm。
具体的,保护盖板的厚度为0.5~2mm;纤维金属层合板包括至少两层的金属层和至少一层的纤维预浸料层;金属层的厚度为0.1~2mm;纤维预浸料层的厚度为0.1~2mm。
具体的,多孔金属夹芯板为波纹夹芯板、蜂窝夹芯板或泡沫夹芯板中的任意一种,材质为铝合金或钛合金中的任意一种。
本发明的另一技术方案是,一种复合防弹装甲板的制备方法,包括以下步骤:
S1、取金属或纤维增强树脂型复合材料制备保护盖板,金属采用铝合金或钛合金中的一种,纤维增强树脂型复合材料中的纤维采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种,树脂采用环氧树脂;
S2、采用氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅或碳化硼制备陶瓷圆板,研磨陶瓷圆板的表面使其表面粗糙度Ra≤3.2μm;在金属约束板上打圆孔,圆孔内孔的表面粗糙度Ra≤3.2μm;将金属约束板放入马弗炉中,以10~50℃/min速度升高至600~900℃,保温1~3min;然后在马弗炉中将室温下的陶瓷圆板填充到金属约束板高温膨胀后的圆孔孔洞中;关闭马弗炉,待马弗炉内温度降至室温后,取出陶瓷板与金属约束板的装配体;
S3、采用铝合金、钛合金或镁合金中的任意一种制备纤维金属层合板的金属层,采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种和环氧树脂制备纤维预浸料层;对金属层进行喷砂或阳极氧化处理,表面喷涂胶黏剂;将纤维预浸料层与金属层交替堆叠放置于热压机上,施加预压力用以压实结构;经加热、保温保压和卸压;待冷却至室温时,得到纤维金属层合板;
S4、制备夹芯板芯体,并与上下金属面板焊接或胶接制备成多孔金属夹芯板;
S5、将保护盖板、陶瓷圆板与金属约束板的装配体、纤维金属层合板和多孔金属夹芯板依次使用胶黏剂粘接,得到复合防弹装甲板。
具体的,步骤S3中,表面喷涂的胶黏剂厚度为0.03~0.05mm;热压机施加0.1~0.5MPa的预压力用以压实结构;以5~10℃/min的加热速度升温至60~70℃,然后将压力提高至3~20MPa;以2~5℃/min的升温速度继续升温至120~130℃;保温保压15~20min后自然冷却;待温度降低至60~70℃时,卸载压力;纤维预浸料层的铺层角度为正交铺层或准各向同性铺层中的任一种。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明公开了一种复合防弹装甲板,将纤维金属层合板与多孔金属夹芯板放置于陶瓷板后,利用纤维金属层合板高比强度、比刚度与可设计性强的特点,可为陶瓷提供足够的支撑,同时提供优良的抗冲击和抗侵彻性能;同时利用金属夹芯板轻质吸能的特性与优良的抗弯性能,通过金属夹芯板芯体的压溃与塑性大变形,极大提升复合装甲吸收子弹与碎片剩余动能的能力,从而提升复合装甲的抗弹性能。
进一步的,陶瓷板设置在金属约束板内部,和金属约束板通过过盈配合进行装配连接,可提升陶瓷的压缩强度与抗弹性能,并降低陶瓷内部损伤,提升装甲的抗多次打击能力。
进一步的,相邻层的陶瓷圆板相互错位,可有效提高该装甲板构抗弹性能的均匀性。
进一步的,同层的陶瓷圆板间隔均匀,有利于陶瓷内部预应力的均匀分布。
进一步的,陶瓷圆板和金属约束板的厚度为5~15mm,有利于在轻质要求下发挥约束陶瓷的最佳抗弹性能。
进一步的,设置至少两层的金属层和至少一层的纤维预浸料层,能够较好的抵抗裂纹扩展,有利于发挥其优益的抗冲击性能。
进一步的,多孔金属夹芯板选用波纹夹芯板、蜂窝夹芯板或泡沫夹芯板中的任意一种,可获得较好的抗弯曲和缓冲吸能特性,有利于抵抗靶板的变形,吸收子弹动能。
本发明还公开了一种复合防弹装甲板的制备方法,分别制备保护盖板、陶瓷板、金属约束板、纤维金属层合板与多孔金属夹芯板,对陶瓷与金属约束板进行过盈装配,最后将各组分依次粘接,制备方法工艺简单,可制造各种规格尺寸的装甲板,适于规模化生产。
综上所述,本发明工艺简单、成本低廉,在武装直升机、装甲车、舰船和坦克等多种轻质防弹场合具有广阔的应用前景。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的一种复合防弹装甲板的剖面示意图;
图2为陶瓷圆板与金属约束板组合体的外观示意图,其中:(a)为单个陶瓷圆板与金属约束板的外观示意图,(b)为9个陶瓷圆板与金属约束板组合体的外观示意图;
图3为两种多孔金属夹芯板的结构示意图,其中:(a)为波纹夹芯板,(b)为四方蜂窝夹芯板。
其中:1.保护盖板;2.陶瓷圆板;3.金属约束板;4.纤维金属层合板;5.多孔金属夹芯板。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种复合防弹装甲板及其制备方法,将陶瓷板和金属约束板通过过盈配合进行装配连接,以纤维金属层合板与多孔金属夹芯板支撑陶瓷,增强防弹装甲板的抗弹性能。其制备工艺简单、成本低廉,相较于传统陶瓷复合装甲,防护单次打击能力更强,且具备抗多发打击能力。在武装直升机、装甲车及舰船等防弹领域具有广阔的应用前景。
请参阅图1,本发明一种复合防弹装甲板,包括护盖板1、陶瓷圆板2、金属约束板3、纤维金属层合板4和多孔金属夹芯板5,纤维金属层合板4设置在多孔金属夹芯板5上,护盖板1设置在纤维金属层合板4上,陶瓷圆板2和金属约束板3设置在护盖板1和纤维金属层合板4之间,陶瓷圆板2和金属约束板3采用过盈配合的方式进行装配连接成一体式结构,以纤维金属层合板4与多孔金属夹芯板5来共同支撑陶瓷圆板2与金属约束板3。
保护盖板1的材质为金属或纤维增强树脂型复合材料,厚度为0.5~2mm;其中金属采用铝合金或钛合金中的一种,纤维增强树脂型复合材料中的纤维采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种,树脂采用环氧树脂。
请参阅图2,陶瓷圆板2与金属约束板3构成的装配体结构至少包含一层,当包含多层陶瓷圆板2与金属约束板3的装配体时,相邻层之间的陶瓷圆板2相互错位;单层至少包含一块陶瓷圆板2与金属约束板3,当包含多块陶瓷圆板2时,陶瓷圆板2大小均匀,间隙一致。
陶瓷圆板2直径稍大于金属约束板3上的圆孔直径,两者尺寸之差为0.05~1mm;为保证过盈装配的有效性,陶瓷圆板2与金属约束板3尺寸精度为0.01~0.05mm。
陶瓷圆板2的材质为氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅或碳化硼,厚度为5~15mm。
金属约束板3的材质为碳钢或钛合金,厚度为5~15mm。
纤维金属层合板4包含至少两层金属层与至少一层纤维预浸料层;金属材质为铝合金、钛合金或镁合金中的任意一种,厚度为0.1~2mm;纤维预浸料中的纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种,树脂为环氧树脂,纤维预浸料厚度为0.1~2mm。
请参阅图3,多孔金属夹芯板5可以是波纹夹芯板、蜂窝夹芯板、泡沫夹芯板及其他多孔金属夹芯板中的任意一种,材质为铝合金、钛合金中的一种。
一种复合防弹装甲板的制备方法,包括以下步骤:
S1、取一块金属或纤维增强复合材料板,制备保护盖板;
S2、制备陶瓷圆板2,研磨陶瓷圆板2表面使其表面粗糙度Ra≤3.2μm;采用激光切割在金属约束板3上打圆孔,切割过程控制内孔表面粗糙度Ra≤3.2μm;将金属约束板3放入马弗炉中,以10~50℃/min速度升高温度,待温度达到600~900℃时,保温1~3min;之后于马弗炉中将室温下的陶瓷圆板2填充到金属约束板3高温膨胀后的孔洞中;关闭马弗炉,待马弗炉内温度降至室温后,取出陶瓷板2与金属约束板3的装配体;
S3、对纤维金属层合板4所需的金属板进行喷砂或阳极氧化处理,然后利用毛刷或喷枪将金属板需要粘接的表面喷涂胶黏剂,胶黏剂厚度控制在0.03~0.05mm;将纤维金属层合板4所需的纤维预浸料与金属板交替堆叠放置于热压机上,纤维预浸料铺层角度为正交铺层或准各向同性铺层中的一种;施加0.1~0.5MPa的预压力用以压实结构;以5~10℃/min的加热速度升高温度,待温度达到60~70℃时,将压力提高至3~20MPa;降低升温速度至2~5℃/min,继续升温至120~130℃;保温保压15~20min后,自然冷却;待温度降低至60~70℃时,卸载压力;待冷却至室温时,得到纤维金属层合板4;
S4、制备夹芯板芯体,与上下金属面板焊接或胶接,制备成多孔金属夹芯板5;
S5、将保护盖板1、陶瓷圆板2与金属约束板3的装配体、纤维金属层合板4、多孔金属夹芯板5依次使用胶黏剂粘接,得到复合防弹装甲板。
优选的,胶黏剂为环氧树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚苯乙烯胶黏剂、氯化聚丙烯胶黏剂中的任意一种。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)制备厚度1mm,边长120mm的TC4钛合金板作为保护盖板;
(2)制备6mm厚,直径100mm的碳化硼陶瓷板,研磨陶瓷板表面使其表面粗糙度Ra≤3.2μm;制备厚度6mm,边长120mm的TC4钛合金约束板,采用激光切割在TC4钛合金约束板上打圆形孔,孔尺寸比陶瓷直径小0.4mm,切割过程控制内孔表面粗糙度Ra≤3.2μm;将TC4钛合金约束板放入马弗炉中,以10℃/min速度升高温度,待温度达到600℃时,保温1~3min;之后于马弗炉中将室温下的碳化硼陶瓷板填充到TC4钛合金约束板高温膨胀后的孔洞中;关闭马弗炉,待马弗炉内温度降至室温后,取出碳化硼陶瓷板与TC4钛合金约束板的装配体;
(3)制备厚度0.5mm,边长120mm的TC4钛合金板,进行阳极氧化处理。然后利用毛刷将TC4钛合金金属板需要粘接的表面喷涂环氧树脂胶黏剂,环氧树脂胶黏剂厚度控制在0.03~0.05mm;将两块厚度0.5mm、边长120mm的玻璃纤维增强环氧树脂型复合材料预浸料与三块处理后的TC4钛合金板交替堆叠放置于热压机上;施加0.1~0.5MPa的预压力用以压实结构;以5~10℃/min的加热速度升高温度,待温度达到60℃时,将压力提高至20MPa;降低升温速度至2~5℃/min,继续升温至120~130℃;保温保压15~20min后,自然冷却;待温度降低至60~70℃时,卸载压力;待冷却至室温时,得到玻璃纤维TC4钛合金层合板;
(4)制备厚度1mm的TC4钛合金板,去除表面油污和锈迹,然后将TC4钛合金板采用折弯技术形成波纹芯体;采用钎焊将两块1.5mm厚TC4钛合金面板与波纹芯体焊接制成波纹夹芯板;
(5)将TC4钛合金保护盖板、碳化硼陶瓷板与TC4钛合金约束板的装配体、玻璃纤维TC4钛合金层合板、波纹夹芯板依次使用环氧树脂胶黏剂粘接,得到复合防弹板。
实施例2
(1)制备厚度1mm,边长150mm的超高分子量聚乙烯纤维复合材料板作为保护盖板;
(2)制备9个厚度6mm,直径40mm的碳化硅陶瓷板,研磨陶瓷板表面使其表面粗糙度Ra≤3.2μm;制备厚度6mm,边长150mm的TC4钛合金约束板,采用激光切割在TC4钛合金约束板上打9个均匀分布的孔,孔圆心间距为50mm,孔尺寸比陶瓷尺寸小0.2mm,切割过程控制内孔表面粗糙度Ra≤3.2μm;将TC4钛合金约束板放入马弗炉中,以25℃/min速度升高温度,待温度达到800℃时,保温1~3min;之后于马弗炉中将室温下的9个碳化硅陶瓷板填充到TC4钛合金约束板高温膨胀后的孔洞中;关闭马弗炉,待马弗炉内温度降至室温后,取出碳化硅陶瓷板与TC4钛合金约束板的装配体;
(3)制备厚度0.5mm,边长150mm的2024-T3铝板,进行阳极氧化处理。然后利用毛刷将2024-T3铝板需要粘接的表面喷涂环氧树脂胶黏剂,环氧树脂胶黏剂厚度控制在0.03~0.05mm;将两块厚度0.5mm,边长150mm的超高分子量聚乙烯纤维预浸料与三块处理过的2024-T3铝板交替堆叠放置于热压机上;施加0.1~0.5MPa的预压力用以压实结构;以5~10℃/min的加热速度升高温度,待温度达到65℃时,将压力提高至10MPa;降低升温速度至2~5℃/min,继续升温至120~130℃;保温保压15~20min后,自然冷却;待温度降低至60~70℃时,卸载压力;待冷却至室温时,得到超高分子量聚乙烯纤维2024-T3层合板;
(4)采用传统的嵌锁工艺,制备壁厚为1mm厚的TC4钛合金四方蜂窝芯体,采用钎焊将两块1.5mm厚TC4钛合金面板与四方蜂窝芯体焊接制成蜂窝夹芯板;
(5)将超高分子量聚乙烯保护盖板、碳化硅陶瓷板与TC4钛合金约束板的装配体、超高分子量聚乙烯纤维2024-T3层合板、四方蜂窝夹芯板依次使用环氧树脂胶黏剂粘接,得到复合防弹板。
实施例3
(1)制备厚度1mm,边长150mm的2024-T3铝板作为保护盖板;
(2)制备9个厚度6mm,直径40mm的碳化硅陶瓷板,研磨陶瓷板表面使其表面粗糙度Ra≤3.2μm;制备厚度6mm,边长150mm的TC4钛合金约束板,采用激光切割在TC4钛合金约束板上打9个均匀分布的孔,孔圆心间距为50mm,孔尺寸比陶瓷尺寸小0.2mm,切割过程控制内孔表面粗糙度Ra≤3.2μm;将TC4钛合金约束板放入马弗炉中,以50℃/min速度升高温度,待温度达到900℃时,保温1~3min;之后于马弗炉中将室温下的9个碳化硅陶瓷板填充到TC4钛合金约束板高温膨胀后的孔洞中;关闭马弗炉,待马弗炉内温度降至室温后,取出碳化硅陶瓷板与TC4钛合金约束板的装配体;
(3)制备4个厚度6mm,直径40mm的碳化硅陶瓷板,研磨陶瓷板表面使其表面粗糙度Ra≤3.2μm;制备厚度6mm,边长150mm的TC4钛合金约束板,采用激光切割在TC4钛合金约束板上打4个均匀分布的孔,孔的位置与步骤(2)所得TC4钛合金约束板的圆孔交错分布,孔圆心间距为50mm,孔尺寸比陶瓷尺寸小0.2mm,切割过程控制内孔表面粗糙度Ra≤3.2μm;过盈装配过程同步骤(2)。
(4)制备厚度0.5mm,边长150mm的2024-T3铝板,进行阳极氧化处理。然后利用毛刷将2024-T3铝板需要粘接的表面喷涂环氧树脂胶黏剂,环氧树脂胶黏剂厚度控制在0.03~0.05mm;将三块厚度0.5mm,边长150mm的超高分子量聚乙烯纤维预浸料与四块处理过的2024-T3铝板交替堆叠放置于热压机上;施加0.1~0.5MPa的预压力用以压实结构;以5~10℃/min的加热速度升高温度,待温度达到70℃时,将压力提高至3MPa;降低升温速度至2~5℃/min,继续升温至120~130℃;保温保压15~20min后,自然冷却;待温度降低至60~70℃时,卸载压力;待冷却至室温时,得到超高分子量聚乙烯纤维2024-T3层合板;
(5)制备厚度1mm的TC4钛合金板,去除表面油污和锈迹,然后将TC4钛合金板采用折弯技术形成波纹芯体;采用钎焊将两块1.5mm厚TC4钛合金面板与波纹芯体焊接制成波纹夹芯板;
(6)将2024-T3保护盖板、两层碳化硅陶瓷板与TC4钛合金约束板的装配体、超高分子量聚乙烯纤维2024-T3层合板、波纹夹芯板依次使用环氧树脂胶黏剂粘接,得到复合防弹板。
根据以上三个实施例获得的复合防弹装甲板,其中离散的约束陶瓷板可有效销蚀单发及多发弹丸,纤维金属层合板可有效抗冲击,并为约束陶瓷提供足够支撑,金属多孔夹芯板具有较好的抗弯性能,通过芯体塑性大变形可有效吸收子弹动能,从而有效提升复合装甲的抗弹性能。
综上所述,本发明制备工艺简单、成本低廉,相较于传统陶瓷复合装甲,防护单次打击能力更强,且具备抗多发打击能力,在武装直升机、装甲车、舰船和坦克等多种轻质防弹场合具有广阔的应用前景。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合防弹装甲板,其特征在于,从上至下依次包括护盖板(1)、纤维金属层合板(4)和多孔金属夹芯板(5),在护盖板(1)和纤维金属层合板(4)之间设置有陶瓷圆板(2)和金属约束板(3),陶瓷圆板(2)和金属约束板(3)为一体式结构,通过纤维金属层合板(4)与多孔金属夹芯板(5)共同支撑陶瓷圆板(2)与金属约束板(3)。
2.根据权利要求1所述的复合防弹装甲板,其特征在于,陶瓷圆板(2)和金属约束板(3)采用过盈配合连接,构成的装配体至少包括一层。
3.根据权利要求2所述的复合防弹装甲板,其特征在于,装配体相邻两层的陶瓷圆板(2)之间采用相互错位方式安装。
4.根据权利要求1所述的复合防弹装甲板,其特征在于,陶瓷圆板(2)至少包括一个,且多个陶瓷圆板(2)的大小和间隙均一致。
5.根据权利要求1所述的复合防弹装甲板,其特征在于,陶瓷圆板(2)与金属约束板(3)上开的圆孔直径之差为0.05~1mm;陶瓷圆板(2)和金属约束板(3)尺寸精度为0.01~0.05mm。
6.根据权利要求1所述的复合防弹装甲板,其特征在于,陶瓷圆板(2)的厚度为5~15mm,金属约束板(3)的厚度为5~15mm。
7.根据权利要求1所述的复合防弹装甲板,其特征在于,保护盖板(1)的厚度为0.5~2mm;纤维金属层合板(4)包括至少两层的金属层和至少一层的纤维预浸料层;金属层的厚度为0.1~2mm;纤维预浸料层的厚度为0.1~2mm。
8.根据权利要求1所述的复合防弹装甲板,其特征在于,多孔金属夹芯板(5)为波纹夹芯板、蜂窝夹芯板或泡沫夹芯板中的任意一种,材质为铝合金或钛合金中的任意一种。
9.一种制备如权利要求1所述复合防弹装甲板的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、取金属或纤维增强树脂型复合材料制备保护盖板,金属采用铝合金或钛合金中的一种,纤维增强树脂型复合材料中的纤维采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种,树脂采用环氧树脂;
S2、采用氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅或碳化硼制备陶瓷圆板,研磨陶瓷圆板的表面使其表面粗糙度Ra≤3.2μm;在金属约束板上打圆孔,圆孔内孔的表面粗糙度Ra≤3.2μm;将金属约束板放入马弗炉中,以10~50℃/min速度升高至600~900℃,保温1~3min;然后在马弗炉中将室温下的陶瓷圆板填充到金属约束板高温膨胀后的圆孔孔洞中;关闭马弗炉,待马弗炉内温度降至室温后,取出陶瓷板与金属约束板的装配体;
S3、采用铝合金、钛合金或镁合金中的任意一种制备纤维金属层合板的金属层,采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的任意一种和环氧树脂制备纤维预浸料层;对金属层进行喷砂或阳极氧化处理,表面喷涂胶黏剂;将纤维预浸料层与金属层交替堆叠放置于热压机上,施加预压力用以压实结构;经加热、保温保压和卸压;待冷却至室温时,得到纤维金属层合板;
S4、制备夹芯板芯体,并与上下金属面板焊接或胶接制备成多孔金属夹芯板;
S5、将保护盖板、陶瓷圆板与金属约束板的装配体、纤维金属层合板和多孔金属夹芯板依次使用胶黏剂粘接,得到复合防弹装甲板。
10.根据权利要求9所述的复合防弹装甲板制备方法,其特征在于,步骤S3中,表面喷涂的胶黏剂厚度为0.03~0.05mm;热压机施加0.1~0.5MPa的预压力用以压实结构;以5~10℃/min的加热速度升温至60~70℃,然后将压力提高至3~20MPa;以2~5℃/min的升温速度继续升温至120~130℃;保温保压15~20min后自然冷却;待温度降低至60~70℃时,卸载压力;纤维预浸料层的铺层角度为正交铺层或准各向同性铺层中的任一种。
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---|---|
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110576645A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-17 | 华侨大学 | 一种多孔结构复合板 |
CN111174641A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 中航装甲科技有限公司 | 一种机织复合陶瓷防弹面板及其制备方法 |
CN111256540A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-09 | 北京理工大学 | 一种轻质预压力陶瓷防护装甲 |
CN112066803A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 吉林大学 | 一种盾状尾节式仿生变向防弹插板 |
CN113237387A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种包含互锁结构的抗弹铝基复合材料及其制备方法 |
CN113899249A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-01-07 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种金属封装陶瓷球复合装甲、制备方法及抗多发弹轻质靶板 |
CN113978047A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-28 | 燕山大学 | 一种波纹夹芯树脂基碳纤维金属层板及其制备方法 |
CN114199078A (zh) * | 2021-12-19 | 2022-03-18 | 辽宁伊菲科技股份有限公司 | 一种碳化硼复合陶瓷工艺的制备方法和装置 |
CN114894038A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-12 | 湖南大学 | 一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲及制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2066825U (zh) * | 1989-12-21 | 1990-12-05 | 施宁 | 防弹抗撞的轻型汽车身 |
CN101868581A (zh) * | 2007-11-23 | 2010-10-20 | 朴钟永 | 增强强度用板材 |
CN105164492A (zh) * | 2013-04-26 | 2015-12-16 | 纳幕尔杜邦公司 | 防弹装甲制品 |
CN105444622A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-30 | 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 | 一种复合结构防弹板及其制造方法 |
CN105865267A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | 一种嵌有异形陶瓷片的复合防弹板 |
CN108454194A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-28 | 南京森林警察学院 | 一种含uhmwpe纤维-泡沫铝夹芯的多层复合材料及其应用 |
-
2019
- 2019-01-04 CN CN201910009265.0A patent/CN109855473B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2066825U (zh) * | 1989-12-21 | 1990-12-05 | 施宁 | 防弹抗撞的轻型汽车身 |
CN101868581A (zh) * | 2007-11-23 | 2010-10-20 | 朴钟永 | 增强强度用板材 |
CN105164492A (zh) * | 2013-04-26 | 2015-12-16 | 纳幕尔杜邦公司 | 防弹装甲制品 |
CN105444622A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-30 | 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 | 一种复合结构防弹板及其制造方法 |
CN105865267A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 北京理工大学 | 一种嵌有异形陶瓷片的复合防弹板 |
CN108454194A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-28 | 南京森林警察学院 | 一种含uhmwpe纤维-泡沫铝夹芯的多层复合材料及其应用 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110576645A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-17 | 华侨大学 | 一种多孔结构复合板 |
CN110576645B (zh) * | 2019-09-27 | 2023-12-29 | 华侨大学 | 一种多孔结构复合板 |
CN111174641A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 中航装甲科技有限公司 | 一种机织复合陶瓷防弹面板及其制备方法 |
CN111256540A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-09 | 北京理工大学 | 一种轻质预压力陶瓷防护装甲 |
CN112066803A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 吉林大学 | 一种盾状尾节式仿生变向防弹插板 |
CN113237387A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种包含互锁结构的抗弹铝基复合材料及其制备方法 |
CN113237387B (zh) * | 2021-05-10 | 2022-08-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种包含互锁结构的抗弹铝基复合材料及其制备方法 |
CN113899249A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-01-07 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种金属封装陶瓷球复合装甲、制备方法及抗多发弹轻质靶板 |
CN113978047A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-28 | 燕山大学 | 一种波纹夹芯树脂基碳纤维金属层板及其制备方法 |
CN114199078A (zh) * | 2021-12-19 | 2022-03-18 | 辽宁伊菲科技股份有限公司 | 一种碳化硼复合陶瓷工艺的制备方法和装置 |
CN114199078B (zh) * | 2021-12-19 | 2024-02-09 | 辽宁伊菲科技股份有限公司 | 一种碳化硼复合陶瓷工艺的制备方法和装置 |
CN114894038A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-08-12 | 湖南大学 | 一种空间交替拓扑互锁结构柔性仿生复合装甲及制备方法 |
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Publication number | Publication date |
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CN109855473B (zh) | 2020-05-22 |
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