CN111139421B - 一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，包括：步骤一：B4C陶瓷基体进行喷砂粗化处理；步骤二：喷砂处理后的B4C陶瓷基体进行表面浮尘处理，并用超声波清洗表面，烘干；步骤三：将制备好的喷涂原料置于干燥箱中，150‑200℃，保温1‑2h；步骤四：采用超音速火焰喷涂法或等离子喷涂法依次喷涂Ti/Al过渡层，TiN强韧层、TiCN/金刚石硬质层和Cu低熔点层。本发明在B4C陶瓷基体上形成四个涂层，在基体受到穿燃弹冲击时，梯度涂层表面低熔点Cu涂层发生熔化，粘滞在弹头表面，增大弹头冲击阻力，提高抗侵彻能力。

Description

一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法
技术领域
本发明是一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，属于陶瓷表面涂层制备技术领域。
背景技术
轻质复合装甲结构中，一般采用高硬度陶瓷作为迎弹面，从而起到破坏弹头，增大弹头受力面积的作用。碳化硼(B4C)俗称人造金刚石，具备低的密度(相对密度2.52)以及高的硬度(29GPa)，是制备轻质复合装甲的极佳选择。但是其低的韧性(3.2GPa/m2)使其受到弹体冲击后发生碎裂，不具备抗多次打击能力。
为了改善其韧性，提高其防护性能，研究人员在其微观结构及制备陶瓷基复材方面开展了工作。然而，微观结构调整对陶瓷增韧效果不明显；制备陶瓷基复材韧性得到提高，但硬度降低，削弱了其毁坏弹丸的能力。此外，研究人员还通过对陶瓷施加三维约束来对其进行止裂，常用的方法为通过热压罐工艺对整个复合装甲包覆芳纶止裂层，从而达到约束陶瓷的目的，然而胶膜的粘结强度有限，对陶瓷的止裂效果差；此外，研究人员通过熔模精密铸造工艺制备合金层对陶瓷施加约束，但其结构和性能都单一，膜层过薄则约束效果差，膜层过厚则重量增大。
涂层技术在表面防护领域一直受到推崇，高强韧的涂层在受到冲击时将会发生塑性形变，可以吸收冲击能，提高基体的抗冲击能力。而梯度涂层技术可以实现基体材料到涂层的成分渐变，提高涂层与基体的结合强度，同时减小内部的残余应力、热应力以及裂纹驱动力。热喷涂技术是制备涂层的关键技术之一，它利用热源将材料加热到熔化或半熔化状态，再经过高速气流或焰流使其雾化，加速喷射在材料表面，使其得到强化或改性，目前已在隔热、耐磨、耐腐蚀、减摩等领域得到广泛应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，包括：
步骤一：B4C陶瓷基体进行喷砂粗化处理；
步骤二：喷砂处理后的B4C陶瓷基体进行表面浮尘处理，并用超声波清洗表面，烘干；
步骤三：将制备好的喷涂原料置于干燥箱中，150-200℃，保温1-2h；
步骤四：采用超音速火焰喷涂法或等离子喷涂法依次喷涂Ti/Al过渡层，TiN强韧层、TiCN/金刚石硬质层和Cu低熔点层。
采用上述技术方案，将制备好的喷涂原料进行干燥处理，主要是降低喷涂原料内的水分含量，干燥后的喷涂原料在喷涂过程中流动性更好，使其喷涂效果更加，喷涂更均匀。
优选的，采用超音速火焰喷涂用于喷涂Ti/Al过渡层，喷涂工艺参数为：燃气(C2H2)流量为23L/min，氧气流量为210L/min，喷涂距离为270mm。喷涂完成后，进行真空热处理，温度1100℃，保温2h。
采用上述技术方案，喷涂完成后，进行真空热处理，主要是为了发生冶金结合，增大Ti/Al涂层与B4C陶瓷基体的结合强度。
优选的，采用等离子喷涂技术喷涂TiN强韧层，喷涂工艺参数为：喷涂电流为500A，喷涂电压为70V，喷涂距离为100mm。
采用上述技术方案，TiN强韧层在Ti/Al过渡层处理完成后直接采用等离子喷涂技术喷涂Ti粉，等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性的技术，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。等离子喷涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。
优选的，采用超音速火焰喷涂用于喷涂TiCN/金刚石硬质层，喷涂工艺参数为：燃气(C2H2)流量为22L/min，氧气流量为230L/min，喷涂距离为270mm。
优选的，采用超音速火焰喷涂用于喷涂Cu低熔点层，喷涂工艺参数为：燃气(C2H2)流量为21L/min，氧气流量为220L/min，喷涂距离为270mm。
采用上述技术方案，超音速火焰喷涂是由小孔进入燃烧室的液体燃烧，如煤油，经雾化燃气与氧气混合后点燃，发生强烈的气相反应，燃烧放出的热能使产物剧烈膨胀，此膨胀气体流经Laval喷嘴时受喷嘴的约束形成超音速高温焰流。此焰流加热加速喷涂材料至基体表面，形成高质量涂层。
优选的，步骤一中的喷砂粗化处理具体为：喷砂压力为0.5-0.6MPa，砂粒选择棕刚玉，粒度为60-80目，喷砂距离为20-30cm，喷砂角度为45°-90°，喷砂时间为5-10s。
采用上述技术方案，喷砂处理可以达到使产器外观去毛刺、污物、氧化层的目的，也可以提升产品表面粗糙度，增加涂装附着力的作用；且，棕刚玉具有较好的强度和韧性，喷砂处理后能去除陶瓷表面附着不紧的颗粒，使喷砂更细腻。同时可以使陶瓷表面形成压力层，增加陶瓷的抗弯曲强度和表面硬度。
优选的，步骤三中的喷涂原料为Ti/Al复合粉、Ti粉、TiCN/金刚石复合粉或Cu粉。
优选的，所述Ti粉粒度为45-55μm，所述Cu粉粒度为45-55μm。
采用上述技术方案，Ti粉和Cu粉均为商业用粉，在一定粒度范围内，涂层与B4C陶瓷基体的结合强度随粉末粒度的增大而减小。
优选的，所述Ti/Al复合粉的制备方法如下：
步骤一：Ti粉和Al粉按照质量比(1：9)-(1：1)称取，混合，得到混合粉料；
步骤二：按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；
步骤三：向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1％-2％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3-4h，得到均匀料浆悬浊液；
步骤四：将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5-6L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉。
其中，步骤二中的羟甲基纤维素钠胶液采用如下方法制备得到：将50g羟甲基纤维素钠加入950mL去离子水中，水浴加热搅拌2h，待其充分溶解，得到羟甲基纤维素钠胶液。
本技术方案步骤四中加入分散剂主要是为了提高料浆的分散程度。
优选的，所述Ti粉粒度为8-10μm，所述Al粉粒度为45-55μm。
采用上述技术方案，Ti粉和Al粉均为商业用粉，钛粉的粒度在一定范围内，粒度越小喷涂效果越好，主要是为了制备钛包铝包覆粉，且涂层与B4C陶瓷基体的结合强度随粉末粒度的增大而减小。
优选的，所述TiCN/金刚石复合粉的制备方法如下：
步骤一：金刚石粉和TiCN粉按照质量比(1：49)-(1：95)称取，混合，得到混合粉料；
步骤二：按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；
步骤三：向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1％-2％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3-4h，得到均匀料浆悬浊液；
步骤四：将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5-6L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉。
优选的，所述TiCN粉粒度为45-55μm，所述金刚石粉粒度为6-12μm。
采用上述技术方案，添加金刚石是为了提高硬度，金刚石含量较低时，效果不明显，但是金刚石含量较大时，涂层性能大大降低，所以在一定范围内，金刚石的含量越大，效果越好。
优选的，所述高速离心干燥机的具体参数为：雾化器转速18000r/min，进风口温度280-300℃，出风口温度100-110℃。
采用上述技术方案，均匀料浆悬浊液经雾化后，表面积大大增加，在与热风接触过程中，瞬间就可蒸发95％-98％的水份，得到的团聚粉过200目筛网，即可得到喷涂的喂料。
优选的，所述复合涂层自上至下依次为Cu低熔点层、TiCN/金刚石硬质层、TiN强韧层、Ti/Al过渡层，所述Ti/Al过渡层厚度为80-100μm，所述TiN强韧层厚度为250-300μm，所述TiCN/金刚石硬质层厚度为300-500μm，所述Cu低熔点层厚度为250-300μm。
采用上述技术方案，本发明设计的复合涂层厚度薄，在提高抗侵彻能力的同时，对于装甲整体的重量影响小。
本发明的有益效果：
(1)本发明的Ti/Al过渡层与B4C陶瓷基体发生反应，形成冶金结合，提高涂层与基体的结合强度；陶瓷在受到冲击裂纹扩展时，涂层随陶瓷发生断裂，高强韧、强结合的涂层吸收能量，阻止裂纹扩展；另外涂层的断裂可带动陶瓷裂纹走向，增大裂纹扩展面积，提高韧性。
(2)本发明设计性强，可根据需求进行成分和结构设计。本梯度涂层中TiCN/金刚石层为高强硬质层，对弹头形成破坏；梯度结构设计消除了涂层内部的残余应力。
(3)本发明在B4C陶瓷基体上形成四个涂层，在基体受到穿燃弹冲击时，梯度涂层表面低熔点Cu涂层发生熔化，粘滞在弹头表面，增大弹头冲击阻力，提高抗侵彻能力。
(4)本发明的复合涂层厚度薄，在提高抗侵彻能力的同时，对于装甲整体的重量影响小。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明制备得到的产品结构示意图；
图2为本发明试验例1中Ti粉含量对涂层结合强度的影响；
图3为本发明试验例2中金刚石粉含量对涂层结合强度的影响；
图4为本发明试验例2中金刚石粉含量对涂层硬度的影响；
图5为本发明试验例3中Ti粉粒度对涂层结合强度的影响；
图6为本发明试验例4中选取的组别对涂层结合强度的影响。
图中：1-Cu低熔点层，2-TiCN/金刚石硬质层，3-TiN强韧层，4-Ti/Al过渡层，5-B4C陶瓷基体。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)B4C陶瓷基体进行喷砂粗化处理
喷砂压力为0.5MPa，砂粒选择棕刚玉，粒度为80目，喷砂距离为20cm，喷砂角度为45°，喷砂时间为5s。
(2)喷砂处理后的B4C陶瓷基体进行表面浮尘处理，并用超声波清洗表面，烘干；
(3)制备喷涂原料
Ti/Al复合粉的制备
将Ti粉(粒度8μm)和Al粉(粒度55μm)按照3：7的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以6L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到Ti/Al复合粉。
TiCN/金刚石复合粉的制备
将金刚石粉(粒度12μm)和TiCN粉(粒度55μm)按照1:49的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以6L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到TiCN/金刚石复合粉。
将Ti/Al复合粉、Ti粉、TiCN/金刚石复合粉、Cu粉置于干燥箱中，200℃，保温1h；
(4)采用超音速火焰在B4C陶瓷基体5的表面喷涂Ti/Al复合粉，形成Ti/Al过渡层4，喷涂工艺参数为：燃气(C2H2)流量为23L/min，氧气流量为210L/min，喷涂距离为270mm。喷涂完成后，进行真空热处理，温度1100℃，保温2h，以发生冶金结合，增大结合强度。
在Ti/Al过渡层4处理完成后直接采用等离子喷涂技术在Ti/Al过渡层4的表面喷涂商业Ti粉(粒度45μm)，形成TiN强韧层3，其喷涂工艺参数为：喷涂电流为500A，喷涂电压为70V，喷涂距离为100mm。
采用超音速火焰在TiN强韧层3的表面喷涂TiCN/金刚石复合粉，形成TiCN/金刚石硬质层2，喷涂工艺参数为：燃气(C2H2)流量为22L/min，氧气流量为230L/min，喷涂距离为270mm。
采用超音速火焰在TiCN/金刚石硬质层2的表面喷涂Cu粉，形成喷涂Cu低熔点层1，Cu粉粒度为45μm，喷涂工艺参数为：燃气(C2H2)流量为21L/min，氧气流量为220L/min，喷涂距离为270mm。
得到如图1所示的轻质复合装甲陶瓷用复合涂层，其中Ti/Al过渡层4的厚度为80μm，TiN强韧层3的厚度250μm，TiCN/金刚石2的硬质层厚度500μm，Cu低熔点层1的厚度为300μm。
实施例2
(1)B4C陶瓷基体进行喷砂粗化处理
喷砂压力为0.6MPa，砂粒选择棕刚玉，粒度为60目，喷砂距离为30cm，喷砂角度为90°，喷砂时间为10s。
(2)喷砂处理后的B4C陶瓷基体进行表面浮尘处理，并用超声波清洗表面，烘干；
(3)制备喷涂原料
Ti/Al复合粉的制备
将Ti粉(粒度10μm)和Al粉(粒度45μm)按照3:7的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的2％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌4h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到Ti/Al复合粉。
TiCN/金刚石复合粉的制备
将金刚石粉(粒度6μm)和TiCN粉(粒度45μm)按照3：97的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以6L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到TiCN/金刚石复合粉。
将Ti/Al复合粉、Ti粉、TiCN/金刚石复合粉、Cu粉置于干燥箱中，150℃，保温2h；
(4)Ti/Al过渡层喷涂工艺同实施例1。
TiN强韧层喷涂工艺同实施例1，其中Ti粉粒度为55μm。
TiCN/金刚石硬质层喷涂工艺同实施例1。
Cu低熔点层喷涂工艺同实施例1，其中Cu粉的粒度为55μm。
(5)Ti/Al过渡层厚度为100μm，TiN强韧层厚度300μm，TiCN/金刚石硬质层厚度300μm，Cu低熔点层厚度为250μm。
实施例3
(1)B4C陶瓷基体进行喷砂粗化处理
喷砂压力为0.5MPa，砂粒选择棕刚玉，粒度为70目，喷砂距离为25cm，喷砂角度为60°，喷砂时间为8s。
(2)喷砂处理后的B4C陶瓷基体进行表面浮尘处理，并用超声波清洗表面，烘干；
(3)制备喷涂原料
Ti/Al复合粉的制备
将Ti粉(粒度9μm)和Al粉(粒度50μm)按照1:5的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的2％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到Ti/Al复合粉。
TiCN/金刚石复合粉的制备
将金刚石粉(粒度10μm)和TiCN粉(粒度50μm)按照1:49的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的2％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到TiCN/金刚石复合粉。
将Ti/Al复合粉、Ti粉、TiCN/金刚石复合粉或Cu粉置于真空箱中，500℃，保温3h；
(4)Ti/Al过渡层喷涂工艺同实施例1。
TiN强韧层喷涂工艺同实施例1，其中Ti粉粒度为50-55μm。
TiCN/金刚石硬质层喷涂工艺同实施例1。
Cu低熔点层喷涂工艺同实施例1，其中Cu粉的粒度为50μm。
(5)Ti/Al过渡层厚度为90μm，TiN强韧层厚度250μm，TiCN/金刚石硬质层厚度400μm，Cu低熔点层厚度为250μm。
实施例4
(1)B4C陶瓷基体进行喷砂粗化处理
喷砂压力为0.5MPa，砂粒选择棕刚玉，粒度为70目，喷砂距离为25cm，喷砂角度为60°，喷砂时间为8s。
(2)喷砂处理后的B4C陶瓷基体进行表面浮尘处理，并用超声波清洗表面，烘干；
(3)制备喷涂原料
Ti/Al复合粉的制备
将Ti粉(粒度10μm)和Al粉(粒度50μm)按照3:7的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到Ti/Al复合粉。
TiCN/金刚石复合粉的制备
将金刚石粉(粒度8μm)和TiCN粉(粒度50μm)按照3:97的质量比，混合，得到混合粉料；按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1％的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3h，得到均匀料浆悬浊液；将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉，并将收集的团聚粉过200目网筛，得到TiCN/金刚石复合粉。
将Ti/Al复合粉、Ti粉、TiCN/金刚石复合粉、Cu粉置于干燥箱中，170℃，保温2h；
(4)Ti/Al过渡层喷涂工艺同实施例1。
Ti/Al过渡层喷涂工艺同实施例1，其中Ti粉的粒度为55μm。
TiCN/金刚石硬质层喷涂工艺同实施例1。
Cu低熔点层喷涂工艺同实施例1，其中Cu粉的粒度为40-45μm。
(5)Ti/Al过渡层厚度为80μm，TiN强韧层厚度300μm，TiCN/金刚石硬质层厚度350μm，Cu低熔点层厚度为250μm，记为实验组4。
试验例1Ti/Al复合粉中的Ti粉含量对涂层结合强度的影响
本试验例考察了Ti/Al复合粉中的Ti粉含量对涂层结合强度的影响，具体方法同实施例1，所不同的是在Ti/Al复合粉的制备过程中改变Ti粉和Al粉的质量比(见表1)，检测Ti粉和Al粉采用不同的质量比制得的涂层的结合强度(见图2)。
表1 Ti粉(粒度8μm)和Al粉(55μm)的质量比
组别 m(Ti粉)：m(Al粉)
实验组1.1 1:49
实验组1.2 1:19
实验组1.3 1:9
实验组1.4 3:7
实验组1.5 1:1
实验组1.6 3:2
实验组1.7 7:3
参考图2，Ti粉含量在2％-20％范围内，结合强度随Ti粉含量的升高而急剧升高，当Ti粉含量在10％-50％范围内，结合强度继续随着Ti粉含量的升高而缓慢提高，当Ti粉含量大于50％时，结合强度随着Ti粉含量的升高而降低，在制备Ti/Al复合粉的时候主要是为了制备钛包铝包覆粉，如果Ti含量过高或者过低，都不适合制备钛包铝包覆粉，所以本发明选取Ti粉含量为10％-50％，该范围内的结合强度值处于最大范围。
试验例2TiCN/金刚石复合粉中金刚石含量对涂层结合强度的影响
本试验例考察了TiCN/金刚石复合粉中金刚石含量对涂层结合强度的影响，具体方法同实施例2，所不同的是在TiCN/金刚石复合粉的制备过程中改变金刚石粉和TiCN粉的质量比(见表2)，检测金刚石粉和TiCN粉采用不同的质量比制得的涂层的结合强度(见图3)。
表2金刚石粉(粒度6μm)和TiCN粉(粒度45μm)的质量比
组别 m(金刚石粉)：m(TiCN粉)
实验组2.1 1:99
实验组2.2 1:49
实验组2.3 3:97
实验组2.4 1:24
实验组2.5 1:19
实验组2.6 3:47
实验组2.7 7:93
参考图3和图4，随着金刚石粉含量的升高，结合强度先增大后减小，硬度随金刚石粉含量的增大而增大，本发明中添加金刚石粉是为了提高硬度，金刚石粉含量较低时，效果不明显，但是金刚石含量较大时，涂层结合强度大大降低，所以在一定范围内，金刚石粉的含量越大，效果越好，结合实验数据，本发明选取金刚石粉含量范围为2％-5％。
试验例3TiN强韧层中Ti粉的粒度对涂层结合强度的影响
本试验例考察了TiN强韧层中Ti粉的粒度对涂层结合强度的影响，具体方法同实施例3，所不同的是在步骤(4)中Ti/Al过渡层的喷涂过程中改变Ti粉的粒度(见表3)，检测金刚石粉和TiCN粉采用不同的质量比制得的涂层的结合强度(见图4)。
表3Ti粉粒度范围
Figure GDA0003170823560000121
Figure GDA0003170823560000131
参考图5，产品的结合强度随着Ti粉粒度的增大先增大后减小，Ti粉粒度过大或过小都不利于涂层的喷涂，不利于涂层的结合，结合实验数据分析，本发明选取最佳Ti粉粒度为45-55μm。
试验例4实验组与现有产品的对比
实验组选取实验组1.4、实验组2.3、实验组3.4和实验组4；
将通过热压罐工艺对整个复合装甲包覆芳纶止裂层形成的产品记为对照组1；
将通过熔模精密铸造工艺制备合金层对陶瓷施加约束形成的产品记为对照组2；
参考图6，本发明制备的产品结合强度高于现有产品，说明采用本发明提供的方法能够提高涂层与基体的结合强度，陶瓷在受到冲击裂纹扩展时，涂层随陶瓷发生断裂，高强韧、强结合的涂层吸收能量，阻止裂纹扩展；另外涂层的断裂可带动陶瓷裂纹走向，增大裂纹扩展面积，提高韧性，且本发明制备的复合涂层厚度薄，在提高抗侵彻能力的同时，对于装甲整体的重量影响小。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，包括：
步骤一：B4C陶瓷基体进行喷砂粗化处理；
步骤二：喷砂处理后的B4C陶瓷基体进行表面浮尘处理，并用超声波清洗表面，烘干；
其特征在于，还包括：
步骤三：将制备好的喷涂原料干燥处理；
步骤四：用超音速火焰喷涂法或等离子喷涂法依次喷涂Ti/Al过渡层（4），TiN强韧层（3）、TiCN/金刚石硬质层（2）和Cu低熔点层（1）。
2.根据权利要求1所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中的喷砂粗化处理具体为：喷砂压力为0.5-0.6 MPa，砂粒选择棕刚玉，粒度为60-80目，喷砂距离为20-30 cm，喷砂角度为45°-90°，喷砂时间为5-10 s。
3.根据权利要求1所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中的喷涂原料为Ti/Al复合粉、Ti粉、TiCN/金刚石复合粉、Cu粉。
4.根据权利要求3所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，所述Ti粉粒度为45-55μm，所述Cu粉粒度为45-55μm。
5.根据权利要求3所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，所述Ti/Al复合粉的制备方法如下：
步骤一：Ti粉和Al粉按照质量比（1：9）-（1：1）称取，混合，得到混合粉料；
步骤二：按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；
步骤三：向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1%-2%的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3-4h，得到均匀料浆悬浊液；
步骤四：将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5-6L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉。
6.根据权利要求5所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，所述Ti粉粒度为8-10μm，所述Al粉粒度为45-55μm。
7.根据权利要求3所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，所述TiCN/金刚石复合粉的制备方法如下：
步骤一：金刚石粉和TiCN粉按照质量比（1：49）-（1：95）称取，混合，得到混合粉料；
步骤二：按照混合粉料：水：羟甲基纤维素钠胶液质量比2:2:1的比例充分混合，得到料浆悬浊液；
步骤三：向料浆悬浊液中添加混合粉料质量的1%-2%的聚氧化乙烯分散剂，搅拌3-4h，得到均匀料浆悬浊液；
步骤四：将均匀料浆悬浊液经恒流泵以5-6L/h送入高速离心干燥机中，得到团聚粉。
8.根据权利要求7所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，所述TiCN粉粒度为45-55μm，所述金刚石粉粒度为6-12μm。
9.根据权利要求1所述的一种轻质复合装甲陶瓷用复合涂层的制备方法，其特征在于，所述Ti/Al过渡层（4）厚度为80-100μm，所述TiN强韧层（3）厚度为250-300μm，所述TiCN/金刚石硬质层（2）厚度为300-500μm，所述Cu低熔点层（1）厚度为250-300μm。
10.采用权利要求1-9任一所述的方法制备的复合涂层，其特征在于，自上至下依次为Cu低熔点层（1）、TiCN/金刚石硬质层（2）、TiN强韧层（3）、Ti/Al过渡层（4）。
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