CN111578784B - 一种SiC与铝合金复合整体式防弹板 - Google Patents
一种SiC与铝合金复合整体式防弹板 Download PDFInfo
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Abstract
一种SiC与铝合金复合整体式防弹板,它涉及一种防弹板。本发明的目的是要解决现有传统整体式陶瓷防弹板受多次打击后易碎裂,防弹效果差和重量大的问题。SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层与碳化硅与铝合金复合防裂层复合而成或由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为三层复合、四层复合或五层复合。本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗连续枪击次数显著提升,传统整体式陶瓷防弹板一般最多经过3次打击后碎裂,而本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗打击数可达10次,且未发生破碎。本发明可获得一种SiC与铝合金复合整体式防弹板。
Description
技术领域
本发明涉及一种防弹板。
背景技术
防弹陶瓷插板应用主要在战场个体防护领域,通常是作为防弹衣的一个核心部件,加插在防弹衣前,与防弹衣共同使用达到要求的防护级别的,目的是减少高速子弹对躯干重要器官的冲击。
传统整体式陶瓷防弹板受多次打击后易碎裂,传统的防弹材料多采用防弹钢板,利用增加材料厚度或叠层使用等手段实现其防护效果,这给装甲装备造成较大的重量负担,制约战术战略有效发挥。重量是影响装甲装备实现战场快速反应能力的主要因素之一,现代高技术战争对装甲装备的重量指标提出了极为苛刻的要求,即在满足高抗弹性的前提下,具有轻量化、高性能化、高机动灵活性等。因此,需要对传统整体式陶瓷防弹板进行改进。
发明内容
本发明的目的是要解决现有传统整体式陶瓷防弹板受多次打击后易碎裂,防弹效果差和重量大的问题,而提供一种SiC与铝合金复合整体式防弹板。
SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层与碳化硅与铝合金复合防裂层复合而成或由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为三层复合、四层复合或五层复合。
进一步的,所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层与碳化硅与铝合金复合防裂层复合而成,复合的方式为:外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm。
进一步的,所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为三层复合时外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm。
进一步的,所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为四层复合时由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm。
进一步的,所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为五层复合时由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm。
本发明的优点:
一、本发明提出的碳化硅(SiC)与铝合金复合整体式防弹板,这种新型的复合整体式防弹板既可以解决纯陶瓷防弹板的易破碎问题,又解决了纯金属防弹板防弹效果差和重量大的问题;本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板可应用为军用及警用防弹衣,同时可用于护腿板、护头板等,也可用于战场装备的外布防护,如坦克车防弹板;
二、本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗连续枪击次数显著提升,传统整体式陶瓷防弹板一般最多经过3次打击后碎裂,而本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗打击数可达10次,且未发生破碎;
三、本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板的重量较传统碳化硅与防裂层粘贴型防弹板减重5%~10%,防弹板最大长度度小于320mm,宽度不小于220mm;
四、本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板军用及警用防弹衣,同时可用于护腿板、护头板等,另外还可用于战场装备的外布防护,如坦克车防弹板因此,本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板应用范围广,通用性强,具有重要的推广价值。
本发明可获得一种SiC与铝合金复合整体式防弹板。
附图说明
图1为实施例一制备的复合方式为两层复合时外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;
图2为实施例二制备的复合的方式为三层复合时外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;
图3为实施例三制备的复合的方式为四层复合时由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;
图4为实施例四制备的复合的方式为五层复合时由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;
图5为实施例一和实施例二制备SiC与铝合金复合整体式防弹板压渗成形时使用的模具示意图;
图6为实施例三和实施例四制备SiC与铝合金复合整体式防弹板压渗成形时使用的模具示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式是SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层与碳化硅与铝合金复合防裂层复合而成或由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为三层复合、四层复合或五层复合。
本实施方式的优点:
一、本实施方式提出的碳化硅(SiC)与铝合金复合整体式防弹板,这种新型的复合整体式防弹板既可以解决纯陶瓷防弹板的易破碎问题,又解决了纯金属防弹板防弹效果差和重量大的问题;本实施方式制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板可应用为军用及警用防弹衣,同时可用于护腿板、护头板等,也可用于战场装备的外布防护,如坦克车防弹板;
二、本实施方式制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗连续枪击次数显著提升,传统整体式陶瓷防弹板一般最多经过3次打击后碎裂,而本实施方式制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗打击数可达10次,且未发生破碎;
三、本实施方式制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板的重量较传统碳化硅与防裂层粘贴型防弹板减重5%~10%,防弹板最大长度度小于320mm,宽度不小于220mm;
四、本实施方式制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板军用及警用防弹衣,同时可用于护腿板、护头板等,另外还可用于战场装备的外布防护,如坦克车防弹板因此,本实施方式制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板应用范围广,通用性强,具有重要的推广价值。
本实施方式可获得一种SiC与铝合金复合整体式防弹板。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层与碳化硅与铝合金复合防裂层复合而成,复合的方式为:外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层与碳化硅与铝合金复合防裂层复合而成,复合的方式为:外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层,所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A:
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数3%~0.5%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
将复合粉末A平铺到模具中,再在复合粉末A上铺设复合粉末B,再进行干压成形,得到一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的预制坯;
步骤三中所述的干压载荷为5MPa~30MPa,干压保压时间为30s~90s;
四、冷等静压:
将装有一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa的升压时间为90s,在280MPa下保压60s,从280MPa降至150MPa的降压时间为60s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯中多孔的SiC陶瓷结构一侧浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,铝合金溶液完全压入到多孔的SiC陶瓷结构中,再随炉冷却至室温,得到外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六中所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六中所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm;
步骤六中所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为40%~60%。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为三层复合时外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为三层复合时外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层;所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数3%~0.5%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
将复合粉末A平铺到模具中,再在复合粉末A上铺设复合粉末B,再进行干压成形,得到一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的预制坯;
步骤三中所述的干压载荷为5MPa~30MPa,干压保压时间为30s~90s;
四、冷等静压:
将装有一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa~285MPa的升压时间为90s~95s,在280MPa~285MPa下保压60s~70s,从280MPa~285MPa降至150MPa的降压时间为60s~65s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯中多孔的SiC陶瓷结构一侧浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,铝合金溶液一部分压入到多孔的SiC陶瓷结构中,余下的铝合金溶液在多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为20%~40%。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为四层复合时由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为四层复合时由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;
所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数3%~0.5%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
首先将复合粉末B平铺到模具中,然后在复合粉末B上平铺复合粉末A,再在复合粉末A上平铺复合粉末B,即由下至上依次为第一层复合粉末B、第一层复合粉末A和第二层复合粉末B,最后进行干压成形,得到内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯;
步骤三中所述的第一层复合粉末B与第二层复合粉末B的质量相同;
步骤三中所述的干压载荷为5MPa~30MPa,干压保压时间为30s~90s;
四、冷等静压:
将装有内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa~~290MPa的升压时间为90s~100s,在280MPa~290MPa下保压60s~80s,从280MPa~290MPa降至150MPa的降压时间为60s~70s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯其中的一层多孔的SiC陶瓷结构作为底层多孔的SiC陶瓷结构,另一层多孔的SiC陶瓷结构作为上层多孔的SiC陶瓷结构,将底层多孔的SiC陶瓷结构浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,一部分铝合金溶液的通过模具的侧壁通道反流到脱脂后的预制坯上层多孔的SiC陶瓷结构中,一部分铝合金溶液压入到底层多孔的SiC陶瓷结构中,剩余部分铝合金溶液在底层多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为20%~40%。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为五层复合时由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为五层复合时由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;
所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数3%~0.5%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
首先将复合粉末B平铺到模具中,然后在复合粉末B上平铺复合粉末A,再在复合粉末A上平铺复合粉末B,即由下至上依次为第一层复合粉末B、第一层复合粉末A和第二层复合粉末B,最后进行干压成形,得到内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯;
步骤三中所述的第一层复合粉末B与第二层复合粉末B的质量相同;
步骤三中所述的干压载荷为5MPa~30MPa,干压保压时间为30s~90s;
四、冷等静压:
将装有内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa~295MPa的升压时间为90s~105s,在280MPa~295MPa下保压60s~85s,从280MPa~295MPa降至150MPa的降压时间为60s~75s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯其中的一层多孔的SiC陶瓷结构作为底层多孔的SiC陶瓷结构,另一层多孔的SiC陶瓷结构作为上层多孔的SiC陶瓷结构,将底层多孔的SiC陶瓷结构浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,一部分铝合金溶液通过模具的侧壁通道反流到脱脂后的预制坯上层多孔的SiC陶瓷结构中,一部分铝合金溶液在上层多孔的SiC陶瓷结构上方形成铝合金溶液层,一部分铝合金溶液压入到底层多孔的SiC陶瓷结构中,剩余部分铝合金溶液在底层多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为10%~30%。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是:所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的长度为320mm,宽度为280mm,厚度为7mm~9mm。其它步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:复合方式为两层复合时外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A:
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为98%,有机粘结剂的体积分数2%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为35%,有机粘结剂的体积分数为2%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
将复合粉末A平铺到模具中,再在复合粉末A上铺设复合粉末B,再进行干压成形,得到一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的预制坯;
步骤三中所述的干压载荷为20MPa,干压保压时间为60s;
四、冷等静压:
将装有一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa的升压时间为90s,在280MPa下保压60s,从280MPa降至150MPa的降压时间为60s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将温度为680℃的6061铝合金溶液加入到温度为700℃的模具中,再将脱脂后的预制坯中多孔的SiC陶瓷结构一侧浸入到6061铝合金溶液中,再进行压渗成形,6061铝合金溶液完全压入到多孔的SiC陶瓷结构中,再随炉冷却至室温,得到外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六中所述的压渗成形的温度为680℃,成形压力为8MPa,保压时间为18min;
步骤六中所述的致密碳化硅防弹层的厚度为5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为2mm;
步骤六中所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为50%。
图1为实施例一制备的复合方式为两层复合时外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;图1中1为致密碳化硅防弹层,2为碳化硅与铝合金复合防裂层。
从图1可知,实施例一制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板的外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层。
实施例二:复合的方式为三层复合时外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A:
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为98%,有机粘结剂的体积分数2%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为35%,有机粘结剂的体积分数为2%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
将复合粉末A平铺到模具中,再在复合粉末A上铺设复合粉末B,再进行干压成形,得到一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的预制坯;
步骤三中所述的干压载荷为20MPa,干压保压时间为60s;
四、冷等静压:
将装有一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至285MPa的升压时间为95s,在285MPa下保压70s,从285MPa降至150MPa的降压时间为65s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.45℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将温度为680℃的6061铝合金溶液加入到温度为700℃的模具中,再将脱脂后的预制坯中多孔的SiC陶瓷结构一侧浸入到680℃的6061铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,680℃的6061铝合金溶液一部分压入到多孔的SiC陶瓷结构中,余下的铝合金溶液在多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为680℃,成形压力为8MPa,保压时间为18min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为2mm,铝合金层的厚度为1mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为30%。
图2为实施例二制备的复合的方式为三层复合时外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;图2中1为致密碳化硅防弹层,2为碳化硅与铝合金复合防裂层,3为铝合金层。
从图2可知,实施例二制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板的外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层。
实施例三:复合的方式为四层复合时由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为98%,有机粘结剂的体积分数2%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为35%,有机粘结剂的体积分数为2%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
首先将复合粉末B平铺到模具中,然后在复合粉末B上平铺复合粉末A,再在复合粉末A上平铺复合粉末B,即由下至上依次为第一层复合粉末B、第一层复合粉末A和第二层复合粉末B,最后进行干压成形,得到内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯;
步骤三中所述的第一层复合粉末B与第二层复合粉末B的质量相同;
步骤三中所述的干压载荷为20MPa,干压保压时间为60s;
四、冷等静压:
将装有内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至290MPa的升压时间为100s,在290MPa下保压80s,从290MPa降至150MPa的降压时间为70s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.4℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将680℃的6061铝合金溶液加入到温度为700℃的模具中,再将脱脂后的预制坯其中的一层多孔的SiC陶瓷结构作为底层多孔的SiC陶瓷结构,另一层多孔的SiC陶瓷结构作为上层多孔的SiC陶瓷结构,将底层多孔的SiC陶瓷结构浸入到680℃的6061铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,一部分680℃的6061铝合金溶液的通过模具的侧壁通道反流到脱脂后的预制坯上层多孔的SiC陶瓷结构中,一部分680℃的6061铝合金溶液压入到底层多孔的SiC陶瓷结构中,剩余部分680℃的6061铝合金溶液在底层多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为680℃,成形压力为8MPa,保压时间为18min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1.5mm,铝合金层的厚度为1mm。
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为30%。
图3为实施例三制备的复合的方式为四层复合时由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;图3中1为外层碳化硅与铝合金复合防裂层,2为致密碳化硅防弹层,3为内层碳化硅与铝合金复合防裂层,4为铝合金层。
从图3可知,实施例三制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层。
实施例四:复合的方式为五层复合时由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为98%,有机粘结剂的体积分数2%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为35%,有机粘结剂的体积分数为2%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
三、铺设粉末:
首先将复合粉末B平铺到模具中,然后在复合粉末B上平铺复合粉末A,再在复合粉末A上平铺复合粉末B,即由下至上依次为第一层复合粉末B、第一层复合粉末A和第二层复合粉末B,最后进行干压成形,得到内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯;
步骤三中所述的第一层复合粉末B与第二层复合粉末B的质量相同;
步骤三中所述的干压载荷为20MPa,干压保压时间为60s;
四、冷等静压:
将装有内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至295MPa的升压时间为105s,在295MPa下保压85s,从295MPa降至150MPa的降压时间为75s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.35℃/min,得到脱脂后的预制坯;
六、压渗成形:
将温度为680℃的6061铝合金溶液加入到温度为700℃的模具中,再将脱脂后的预制坯其中的一层多孔的SiC陶瓷结构作为底层多孔的SiC陶瓷结构,另一层多孔的SiC陶瓷结构作为上层多孔的SiC陶瓷结构,将底层多孔的SiC陶瓷结构浸入到680℃的6061铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,一部分680℃的6061铝合金溶液通过模具的侧壁通道反流到脱脂后的预制坯上层多孔的SiC陶瓷结构中,一部分680℃的6061铝合金溶液在上层多孔的SiC陶瓷结构上方形成铝合金溶液层,一部分680℃的6061铝合金溶液压入到底层多孔的SiC陶瓷结构中,剩余部分680℃的6061铝合金溶液在底层多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为680℃,成形压力为8MPa,保压时间为18min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为4mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1.5mm,铝合金层的厚度为1mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为20%。
图4为实施例四制备的复合的方式为五层复合时由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板的复合形式示意图;图4中1外层铝合金层,2为外层碳化硅与铝合金复合防裂层,3为致密碳化硅防弹层,4为内层碳化硅与铝合金复合防裂层,5为内层铝合金层。
从图4可知,实施例四制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层。
图5为实施例一和实施例二制备SiC与铝合金复合整体式防弹板压渗成形时使用的模具示意图;图5中1为凹模,2为凹模垫板,3为凸模,4为第一加热棒,5为第二加热棒,6为致密的SiC陶瓷板,7为多孔的SiC陶瓷结构,8为铝合金溶液。
图6为实施例三和实施例四制备SiC与铝合金复合整体式防弹板压渗成形时使用的模具示意图;图6中1为凹模,2为凹模垫板,3为凸模,4为第一加热棒,5为第二加热棒,6为致密的SiC陶瓷板,7为多孔的SiC陶瓷结构,8为铝合金溶液;9为模具的侧壁通道。
表1为实施例一制备实施例四制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗连续枪击次数的表征数据。
表1
实施例 | 重量(Kg) | 防弹效果 | 受打击次数 | 尺寸(mm) |
实施例一 | 2.30 | 较好 | 4 | 320*280 |
实施例二 | 2.40 | 中 | 6 | 320*280 |
实施例三 | 2.35 | 良 | 8 | 320*280 |
实施例四 | 2.45 | 优 | 10 | 320*280 |
从表1可知,本发明制备的SiC与铝合金复合整体式防弹板抗连续枪击次数与传统整体式陶瓷防弹板相比显著提升。
Claims (4)
1.一种SiC与铝合金复合整体式防弹板,其特征在于所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层与碳化硅与铝合金复合防裂层复合而成,复合的方式为:外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm;
所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
步骤一、制备复合粉末A:
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数0.5%~3%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
步骤二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
步骤三、铺设粉末:
将复合粉末A平铺到模具中,再在复合粉末A上铺设复合粉末B,再进行干压成形,得到一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的预制坯;
步骤三中所述的干压的载荷为5MPa~30MPa,干压的保压时间为30s~90s;
步骤四、冷等静压:
将装有一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa的升压时间为90s,在280MPa下保压60s,从280MPa降至150MPa的降压时间为60s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
步骤五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
步骤六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯中多孔的SiC陶瓷结构一侧浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,铝合金溶液完全压入到多孔的SiC陶瓷结构中,再随炉冷却至室温,得到外层为致密碳化硅防弹层,内层为碳化硅与铝合金复合防裂层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六中所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六中所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm;
步骤六中所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为40%~60%。
2.一种SiC与铝合金复合整体式防弹板,其特征在于所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为三层复合时外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
步骤一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数0.5%~3%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
步骤二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
步骤三、铺设粉末:
将复合粉末A平铺到模具中,再在复合粉末A上铺设复合粉末B,再进行干压成形,得到一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的预制坯;
步骤三中所述的干压的载荷为5MPa~30MPa,干压的保压时间为30s~90s;
步骤四、冷等静压:
将装有一侧为致密的SiC陶瓷板,一侧为多孔的SiC陶瓷结构的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa~285MPa的升压时间为90s~95s,在280MPa~285MPa下保压60s~70s,从280MPa~285MPa降至150MPa的降压时间为60s~65s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
步骤五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
步骤六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯中多孔的SiC陶瓷结构一侧浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,铝合金溶液一部分压入到多孔的SiC陶瓷结构中,余下的铝合金溶液在多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到外层为致密碳化硅防弹层,中间层为碳化硅与铝合金复合防裂层,内层为铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为20%~40%。
3.一种SiC与铝合金复合整体式防弹板,其特征在于所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为四层复合时由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
步骤一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数0.5%~3%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
步骤二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
步骤三、铺设粉末:
首先将复合粉末B平铺到模具中,然后在复合粉末B上平铺复合粉末A,再在复合粉末A上平铺复合粉末B,即由下至上依次为第一层复合粉末B、第一层复合粉末A和第二层复合粉末B,最后进行干压成形,得到内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯;
步骤三中所述的第一层复合粉末B与第二层复合粉末B的质量相同;
步骤三中所述的干压的载荷为5MPa~30MPa,干压的保压时间为30s~90s;
步骤四、冷等静压:
将装有内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa~~290MPa的升压时间为90s~100s,在280MPa~290MPa下保压60s~80s,从280MPa~290MPa降至150MPa的降压时间为60s~70s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
步骤五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
步骤六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯其中的一层多孔的SiC陶瓷结构作为底层多孔的SiC陶瓷结构,另一层多孔的SiC陶瓷结构作为上层多孔的SiC陶瓷结构,将底层多孔的SiC陶瓷结构浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,一部分铝合金溶液的通过模具的侧壁通道反流到脱脂后的预制坯上层多孔的SiC陶瓷结构中,一部分铝合金溶液压入到底层多孔的SiC陶瓷结构中,剩余部分铝合金溶液在底层多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到由外层向内层依次为碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为20%~40%。
4.一种SiC与铝合金复合整体式防弹板,其特征在于所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板由致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层复合而成,复合的方式为五层复合时由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层;所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
所述的SiC与铝合金复合整体式防弹板的制备方法为:
步骤一、制备复合粉末A;
将SiC粉末和有机粘结剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末A;
步骤一中所述的复合粉末A中SiC粉末的体积分数为97%~99.5%,有机粘结剂的体积分数0.5%~3%;
步骤一中所述的复合粉末A的粒径为10μm~50μm;
步骤一中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;
步骤二、制备复合粉末B:
将SiC粉末、有机粘结剂和造孔剂混合均匀,再以无水乙醇为溶剂进行湿法球磨,最后进行干燥,得到复合粉末B;
步骤二中所述的复合粉末B的粒径为10μm~50μm;
步骤二中所述的复合粉末B中SiC粉末的体积分数为29.5%~47%,有机粘结剂的体积分数为0.5%~3%,余量为造孔剂;
步骤二中所述的有机粘结剂为聚乙烯醇;造孔剂为淀粉;
步骤三、铺设粉末:
首先将复合粉末B平铺到模具中,然后在复合粉末B上平铺复合粉末A,再在复合粉末A上平铺复合粉末B,即由下至上依次为第一层复合粉末B、第一层复合粉末A和第二层复合粉末B,最后进行干压成形,得到内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯;
步骤三中所述的第一层复合粉末B与第二层复合粉末B的质量相同;
步骤三中所述的干压的载荷为5MPa~30MPa,干压的保压时间为30s~90s;
步骤四、冷等静压:
将装有内外两层为多孔的SiC陶瓷结构,中间层为致密碳化硅结构的预制坯的模具密封,将密封后的模具放入冷等静压机进行冷等静压,具体工艺为:从0MPa升至60MPa的升压时间为50s,从60MPa升至150MPa的升压时间为90s,在150MPa下保压60s,从150MPa升至280MPa~295MPa的升压时间为90s~105s,在280MPa~295MPa下保压60s~85s,从280MPa~295MPa降至150MPa的降压时间为60s~75s,在150MPa下保压120s,从150MPa降至60MPa的降压时间为40s,在60MPa下保压40s,从60MPa降至0MPa的降压时间为0s,在0MPa下保压30s,得到冷等静压后的预制坯;
步骤五、热脱脂:
将冷等静压后的预制坯升温至140℃,再在140℃下保温150s,再从140℃升温至340℃,在340℃下保温300s,再从340℃升温至500℃,在500℃下保温150s,再从500℃升温至1000℃,在1000℃下保温3h,升温速率均为0.2℃/min~0.5℃/min,得到脱脂后的预制坯;
步骤六、压渗成形:
将温度为630℃~700℃的铝合金溶液加入到温度为650℃~720℃的模具中,再将脱脂后的预制坯其中的一层多孔的SiC陶瓷结构作为底层多孔的SiC陶瓷结构,另一层多孔的SiC陶瓷结构作为上层多孔的SiC陶瓷结构,将底层多孔的SiC陶瓷结构浸入到铝合金溶液中,再进行压渗成形,在压力下,一部分铝合金溶液通过模具的侧壁通道反流到脱脂后的预制坯上层多孔的SiC陶瓷结构中,一部分铝合金溶液在上层多孔的SiC陶瓷结构上方形成铝合金溶液层,一部分铝合金溶液压入到底层多孔的SiC陶瓷结构中,剩余部分铝合金溶液在底层多孔的SiC陶瓷结构下方形成铝合金溶液层,再随炉冷却至室温,得到由外层向内层依次为铝合金层、碳化硅与铝合金复合防裂层、致密碳化硅防弹层、碳化硅与铝合金复合防裂层和铝合金层的SiC与铝合金复合整体式防弹板;
步骤六所述的压渗成形的温度为630℃~700℃,成形压力为5MPa~10MPa,保压时间为5min~30min;
步骤六所述的致密碳化硅防弹层的厚度为3mm~5mm,碳化硅与铝合金复合防裂层的厚度为1mm~2mm,铝合金层的厚度为1mm~2mm;
步骤六所述的碳化硅与铝合金复合防裂层中碳化硅的体积分数为10%~30%。
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Citations (4)
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-
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
CN102886942A (zh) * | 2011-07-19 | 2013-01-23 | 东北大学 | 一种层状复合碳化硼基陶瓷材料及其制备方法 |
CN103194630A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-10 | 兰州理工大学 | 高体积分数SiCp/Al复合材料的制备方法 |
CN108249924A (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-06 | 比亚迪股份有限公司 | 一种碳化硅陶瓷及其制备方法和Al-SiC复合材料 |
CN109443093A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-08 | 江南大学 | 一种多层次防弹构件及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
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陶瓷-金属复合材料在防弹领域的应用研究;韩辉等;《材料导报》;20070228;第21卷(第2期);第34-37页 * |
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