CN203657619U - 一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体，其特征在于：包括碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料一体的头盔体，头盔的厚度为5-15mm；头盔体前部设有帽檐，帽檐为弧形结构，帽檐由头盔体外边缘外凸圆滑过渡形成；采用碳化硼-碳化硅复合陶瓷进行一体浇筑，具有制作简单、成本低、防弹效果好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体。
背景技术
防弹头盔是军、警等执行特殊任务人员必不可少的生命防护装备。美军的最新战伤统计显示,在伊拉克约70%的美军伤亡是由头颈部伤害造成的。英军统计数据表明，战场上士兵佩戴头盔可使受伤率降低5%，死亡率降低19%。美军相关研究也显示二战中钢盔至少保护了7万名美军士兵的生命。因此，制造出防弹性能好、佩戴舒适的防弹头盔对于减少指战人员伤亡具有非常重要的意义。
传统的钢盔存在质量大、隔热性差、有磁性等缺点，已不能满足现代战争对防弹头盔的要求，正逐渐退出防弹头盔的历史舞台。芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高强高模纤维防弹头盔具有重量更轻,佩戴更舒适等优点，已经成为继金属防弹头盔和陶瓷防弹头盔之后的新一代防弹头盔，但是这种头盔的防弹性能不如高性能复合陶瓷材料，而且制造工艺复杂，生产成本高，限制了这种高分子材料防弹头盔的应用。
碳化硼陶瓷具有密度低(2.52g/cm3)、熔点高(2450℃)、硬度高(仅次于金刚石和立方氮化硼)以及良好的热中子吸收能力等一系列优点,是一种理想的人体防弹材料，但是纯的碳化硼陶瓷极难烧结。碳化硅陶瓷的防弹性能也非常优越，但其重量优势略低于碳化硼/碳化硅复合陶瓷。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体；采用碳化硼-碳化硅复合陶瓷进行一体浇注，具有制作简单、成本低、防爆效果好的优点。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体，包括碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料一体的头盔体，头盔的厚度为5~15mm。
进一步的，头盔体前部设有帽檐，帽檐为弧形结构，帽檐由头盔体外边缘外凸圆滑过渡形成。
进一步的，所述头盔体横截面内壁左右对称，每半截面自上到下由三段弧形圆滑连接而成，自上而下三段弧的半径分别为R1：80~90mm；R2:100~150mm；R3:120~180mm；头盔体外壁中上端面弧的半径为R6：250~300mm，后端面弧R7：80~120mm；前端面弧R5：80~120mm。
进一步的，头盔体前部的帽檐为半径为R4:20~50mm的圆弧。
进一步的，头盔体尺寸为横宽L1：200~240mm：去除帽檐的纵宽：L5：230~280mm，帽檐计入头盔体的纵宽L4：250~300mm。
进一步的，所述头盔体与人耳处对应设有向上的缺口。
进一步的，缺口距离头盔体内顶竖直高度L2为110~160mm；头盔体下边缘距离头盔体内顶竖直高度L3 120~180mm。
本实用新型的工作原理以及有益效果表现在：
本一体注浆成型碳化硼/碳化硅复合陶瓷防弹头盔，采用一体成型，周边平滑过渡，整防弹头盔厚度基本一致；可有效将应力进行斜向疏导。
本种一体注浆成型的碳化硼/碳化硅复合陶瓷防弹头盔，是根据人体头部轮廓设计的，由多个曲率不同的部件一体成型制备而成，不同部位的曲率不同，但整体是平滑的，没有突兀的棱或角的突起，可以与头部有良好的接触，提高了佩戴的舒适性；
本一体注浆成型的碳化硼/碳化硅复合陶瓷防弹头盔，所述头盔的几何尺寸参数为：
1）防弹头盔的整体厚度为5~15mm；
2）L1为200~240mm，L2为110~160mm，L3为120~180mm，L4为250~300mm，L5为230~280mm；
3）各部分曲率的曲率半径（防弹头盔内弧面曲率半径），选取几个代表部位加以表征，分别是：R1为80~90mm，R2为100~150mm，R3为100~150mm，R4为20~50mm，R5为80~120mm，R6为250~300mm，R7为80~120mm。
有益效果
1、本实用新型所述复合陶瓷防弹头盔，是一体成型的整个防弹头盔，解决了由陶瓷小块拼接的防弹板拼接处强度低，防弹效果差的问题；
2、本实用新型所述碳化硅/碳化硼复合陶瓷防弹头盔，是一体成型且一次成型的，相对于拼接法生产的陶瓷头盔，工艺过程相对简单，减轻了劳动强度，提高了生产效率；
3、本实用新型所述碳化硼/碳化硅复合陶瓷防弹头盔，是一块整体陶瓷板，致密坚实，表面光滑，可以在内表面与外表面复合上高分子材料，制成复合材料反弹头盔，增强防弹效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为头盔体结构示意图；
图2为头盔体图1的A-A截面图；
图3为头盔体立体结构示意图。
具体实施方式
下述未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
如图1-3所示，一种一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体，本头盔体为碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料一体浇注形成。
头盔体前部设有帽檐，帽檐为弧形结构，帽檐由头盔体外边缘外凸，圆滑过渡形成；所述头盔体与人耳处对应设有向上的缺口。
头盔体前部的帽檐为半径为R4：20~50mm的圆弧。
头盔的厚度为5~15mm。头盔体尺寸为横宽L1：200~240mm：去除帽檐的纵宽：L5：230~280mm，帽檐计入头盔体的纵宽L4：250~300mm。
其中横宽是指正常佩戴头盔后，沿人体的左右方向，纵宽与横宽垂直。
所述头盔体横截面内壁左右对称，每半截面自上到下由三段弧形圆滑连接而成，自上而下三段弧的半径分别为R1：80~90mm；R2:100~150mm；R3:120~180mm；头盔体外壁中上端面弧的半径为R6：250~300mm，后端面弧R7：80~120mm；前端面弧R6：80~120mm。
缺口距离头盔体内顶竖直高度L2为110~160mm；头盔体下边缘距离头盔体内顶竖直高度L3为120~180mm。
其制备过程如下：
1、将碳化硼、碳化硅陶瓷粉和辅助成分按合适比例混合，搅拌，制成具有合适流动性的浆料；
2、将制得的浆料倒入石膏模具中，倒满并不断补充，保证浆料充满整个模具；
3、根据厚度，调整吸浆时间，达到预定厚度后放浆；
4、待坯体干燥一定的时间后脱模，然后将坯体转移到烘干室预烘干24h；
5、将烘干后的坯体人工修坯后放入高温室干燥24h；
6、放入高温炉中烧结，即可得到一体成型碳化硼/碳化硅复合陶瓷防弹头盔；
5本例得到的陶瓷防弹头盔的几何参数为：
1）陶瓷头盔整体厚度为5mm；
2）L1为194mm，L2为122mm，L3为134mm，L4为256mm，L5为235mm；
3）各部分曲率半径为R1为84mm，R2为112mm，R3为112mm，R4为25mm，R5为90mm，R6为272mm。
需要说明的是，所述的一体成型碳化硼/碳化硅复合陶瓷防弹头盔，除了可以用碳化硅/碳化硼材料制作外，还可以使用氧化铝、氮化硅等材料或其复合材料制备而成。除了注浆成型外，还可以用凝胶注模成型或注射成型等目前陶瓷领域公知的成型方法制备。
调整模具尺寸，还可以得到几何尺寸不同的碳化硼/碳化硅复合陶瓷防弹头盔，此处不再一一列举。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体，其特征在于：包括碳化硼-碳化硅复合陶瓷材料一体的头盔体，头盔的厚度为5~15mm；头盔体前部设有帽檐，帽檐为弧形结构，帽檐由头盔体外边缘外凸圆滑过渡形成；所述头盔体横截面内壁左右对称，每半截面自上到下由三段弧形圆滑连接而成，自上而下三段弧的半径分别为R1：80~90mm；R2:100~150mm；R3:120~180mm；头盔体外壁中上端面弧的半径为R6：250~300mm，后端面弧R7：80~120mm；前端面弧R5：80~120mm；头盔体前部的帽檐为半径为R4:20~50mm的圆弧。
2.根据权利要求1所述的一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体，其特征在于：头盔体尺寸为横宽L1：200~240mm：去除帽檐的纵宽：L5：230~280mm，帽檐计入头盔体的纵宽L4：250~300mm。
3.根据权利要求1或2所述的一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体，其特征在于：所述头盔体与人耳处对应设有向上的缺口。
4.根据权利要求3所述的一体注浆成型碳化硼-碳化硅复合陶瓷防弹头盔体，其特征在于：缺口距离头盔体内顶竖直高度L2为110~160mm；头盔体下边缘距离头盔体内顶竖直高度L3 120~180mm。
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