CN203908411U - 一种新型复合结构防弹陶瓷插板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型复合结构防弹陶瓷插板，包括最外层的纤维复合材料组成的保护层（1），陶瓷层（2），还包括支撑层（3）和吸能层（4）组成，四层间通过高强度热固性树脂粘合，呈层状结构。通过前部复合一层韧性纤维复合材料来减少陶瓷层受高速载荷冲击破碎后碎片的散落；通过在陶瓷层后部复合一层金属支撑层，在吸能层吸能变形的情况下，支撑层仍能保持陶瓷层形状完整，为使用者提供可持续的有效保护。
Description
技术领域
本实用新型属于可承受静动载荷的复合材料板领域，特别涉及一种抗击高强度冲击载荷（防弹）的新型复合结构防弹陶瓷插板。
背景技术
现有技术中防弹陶瓷插板由高硬度防弹陶瓷和高韧性纤维织物通过胶黏剂层压而成，高硬度防弹陶瓷在前，纤维织物在后。
陶瓷具有的超高硬度也致使其断裂韧性相对偏低，在作为防弹材料使用时，主要是横向碎裂消耗子弹动能，若耗能过程中陶瓷碎片仍能保持原位，将增加单位厚度的耗能效率，因此，给予陶瓷板一定的束缚是必要的，陶瓷板的复合材料及结构对性能的影响都是相当重要的。
专利号为CN202734680U的中国专利公开了一种陶瓷插板在前，纤维织物在后的防弹插板结构，经试验表明，该类防弹插板在收到高速载荷冲击时，层间黏结用的树脂失效，纤维织物吸能变形，与陶瓷板之间出现空隙，不能为陶瓷板提供有效支撑，导致陶瓷板碎裂部分碎片脱落，形成孔洞，影响后续防弹性能。
发明内容
为解决现有技术中的不足，解决现有技术中防弹插板在受到高速载荷冲击时，层间黏结用的树脂失效，纤维织物吸能变形，与陶瓷板之间出现空隙，不能为陶瓷板提供有效支撑，导致陶瓷板碎裂部分碎片脱落，形成孔洞，影响后续防弹性能的问题，本实用新型提供一种新型复合结构防弹陶瓷插板，由四部分组成：第一部分，最外层为纤维复合材料组成的保护层1，其厚度在1-10mm内可变，该纤维复合材料保护层可为芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维等组成的UD无纬布，其为单一的或多种自由组合的二维层叠布或三维立体编织物，或钛合金、镁铝合金薄板；第二部分，陶瓷层为陶瓷整板或切有沟槽的陶瓷整板2；第三部分，支撑层为切槽或压制的金属层3，厚度在0.5-2mm内可变，该金属片可为钛、钛铝合金、镁铝合金；第四部分，最内层为吸能层4，其厚度在2-20mm内可变，为芳纶纤维、高强高模聚乙烯或碳纤维或预浸碳纤维组成的UD无纬布，其为单一的或多种自由组合的二维层叠布或三维立体编织物，或钛合金、镁铝合金板。四层之间，或每层内部的单向布，二维编织布，可通过热固性树脂粘合，形成良好贴合的复合层状结构。
本实用新型旨在通过前部复合一层韧性纤维复合材料来减少陶瓷层受高速载荷冲击破碎后碎片的散落；通过在陶瓷层后部复合一层金属支撑层，利用金属的延展性、刚性，吸能层吸能变形后支撑层仍能保持陶瓷层形状完整，提高防弹插板对后续冲击的防御能力，提供更加长效的保护。
本实用新型的优点和功效是使用金属代替纤维，用作防弹板的支撑层，提升防弹板的持续防护能力。碳纤维及芳纶纤维与高强度钢相比，拥有密度小、强度大的优势，但是在实弹检验中，纤维层受到子弹高速冲击时，纤维间的树脂会瞬间碎裂，纤维变形后无法恢复成贴合陶瓷板的形状，失去对陶瓷板的支撑作用。而选用强度大、密度相对钢较小的钛、钛铝合金或镁铝合金，可提升防弹板的持续防护能力。金属支撑层在受到冲击时形成弹孔，但金属具有良好的韧性及延展性，只在弹孔周围有一定变形，其余部分仍能较好地贴合陶瓷板，对陶瓷板予以支撑，提升防弹板的持续防护能力。
采用该结构后，进一步降低了陶瓷层在碎裂耗能时的单位重量及面积，提供更加有效的保护。
附图说明
图1 本实用新型实施例1的新型复合结构防弹陶瓷插板的结构示意图。
其中1-保护层；2-陶瓷层；3-支撑层；4-吸能层。
具体实施方式
下面将通过实施例进一步描述本实用新型，但不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
如图1所示，一种新型复合结构防弹陶瓷插板，由四部分组成：最外层为纤维复合材料组成的保护层1，其厚度为1mm，该纤维复合材料保护层为芳纶纤维、高强高模聚乙烯或碳纤维或预浸碳纤维组成的UD无纬布；陶瓷层为陶瓷整板2；支撑层为切槽金属钛层3，厚度为0.8mm；最内层为吸能层4，其厚度为1mm，为芳纶纤维、高强高模聚乙烯或碳纤维或预浸碳纤维组成的UD无纬布。四层之间通过热固性树脂粘合，形成良好贴合的复合层状结构。
实施例2
一种新型复合结构防弹陶瓷插板，由四部分组成：最外层为纤维复合材料组成的保护层1，其厚度为10mm，该纤维复合材料保护层为芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维等组成的UD无纬布；陶瓷层为切有沟槽的陶瓷整板2；支撑层为切槽或压制的钛铝合金金属层3，厚度为1mm；最内层为吸能层4，其厚度为10mm，为芳纶纤维、高强高模聚乙烯或碳纤维或预浸碳纤维组成的UD无纬布多种自由组合的二维层叠布。四层之间，或二维编织布，通过热固性树脂粘合，形成良好贴合的复合层状结构。
实施例3
一种新型复合结构防弹陶瓷插板，由四部分组成：最外层为纤维复合材料组成的保护层1，其厚度为1mm，该纤维复合材料保护层为芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维等组成的UD无纬布；陶瓷层为切有沟槽的陶瓷整板2；支撑层为切槽或压制的镁铝合金金属层3，厚度为2mm；最内层为吸能层4，其厚度为15mm，为芳纶纤维、高强高模聚乙烯或碳纤维或预浸碳纤维组成的UD无纬布多种自由组合的三维立体编织物。四层之间，或每层内部的三维立体编织物，通过热固性树脂粘合，形成良好贴合的复合层状结构。
Claims (10)
1.一种新型复合结构防弹陶瓷插板，包括最外层的纤维复合材料组成的保护层（1），陶瓷层（2），其特征在于还包括支撑层（3）和吸能层（4）组成，四层间通过高强度热固性树脂粘合，呈层状结构。
2.根据权利要求1所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于纤维复合材料的保护层（1）是由芳纶纤维或高强高模聚乙烯或碳纤维或预浸碳纤维组成的UD无纬布，其为单一的或多种自由组合的二维层叠布或三维立体编织物，或钛合金、镁铝合金薄板。
3.根据权利要求1所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于陶瓷层（2）为SiC或B4C，或其他混合C、Si和B烧结固熔体。
4.根据权利要求1所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于陶瓷层（2）为单片整块陶瓷。
5.根据权利要求1所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于支撑层（3）为钛或钛铝合金或镁铝合金。
6.根据权利要求1所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于吸能层（4）是芳纶纤维、高强高模聚乙烯或碳纤维或预浸碳纤维组成的UD无纬布，其为单一的或多种自由组合的二维层叠布或三维立体编织物，或钛合金、镁铝合金板。
7.根据权利要求1或2所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于保护层（1）的厚度为1-2mm。
8.根据权利要求1或5所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于支撑层（3）的厚度为0.5-2mm。
9.根据权利要求1或6所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于吸能层（4）的厚度为2-20mm。
10.根据权利要求1所述的新型复合结构防弹陶瓷插板，其特征在于所述高强度热固性树脂为环氧树脂或酚醛树脂。
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