DE10106261A1

DE10106261A1 - Schutzpanzerung

Info

Publication number: DE10106261A1
Application number: DE2001106261
Authority: DE
Inventors: Eberhard Than
Original assignee: M & T Verbundtechnologie GmbH
Current assignee: M & T Verbundtechnologie GmbH
Priority date: 2001-02-10
Filing date: 2001-02-10
Publication date: 2002-08-14

Abstract

Beschrieben wird eine Schutzpanzerung zur Anwendung als ballistische Leichtgewichtsschutzpanzerung. DOLLAR A Nach der Konzeption der Erfindung weist die erfindungsgemäße Schutzpanzerung den folgenden Schichtaufbau auf, wobei von außen nach innen angeordnet sind: DOLLAR A È eine harte monolytische keramische Platte, DOLLAR A È eine faserverstärkte keramische Platte, DOLLAR A È Backing-Struktur. DOLLAR A Dabei werden die einzelnen Platten mit Klebern unterschiedlicher Härte verbunden. Auswahl und Anwendung der Kleber erfolgt in der Weise, dass die Kleber je weiter von außen nach innen sie im Schichtaufbau der Panzerung platziert sind, desto weicher und zäher werden. DOLLAR A Die faserverstärkte keramische Platte besteht aus einem textilen Gebilde von C-, SiC-, A1203-Fasern bzw. anderen anorganischen Fasern, die mit einem siliziumorganischen Precursor, z. B. Polycarbosilan, Silazan oder Siloxan, mit oder ohne Zusätzen (z. B. SiC-, SiO2-, C- oder Metallpulver) infiltriert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzpanzerung insbesondere zur Anwendung als ballistische Leichtgewichtsschutzpanzerung gemäß den Anforderungen und Prüfbestimmungen nach DIN EN 1522 und 1523.

Durchschusshemmende (gepanzerte) Fahrzeuge müssen Schutz gegen das Eindringen von Geschossen bei unterschiedlichen Schusswinkeln bieten.

Aus DE 198 56 597 A1 ist eine Schutzpanzerung bekannt. Die erforderlichen Formkörper sind aus einem Gewebe, Gewirke, Gestricke oder dergleichen Faseranordnungen aus Kohlenstoff hergestellt. Diese dreidimensionalen Faserkörper werden mit einem organischen Harz infiltriert, das anschließend zu Kohlenstoff pyrolisiert wird. Der als Ausgangsmaterial dienende faserverstärkte Kohlenstoff wird durch einem Silizierprozeß (Infiltrieren von flüssigem Silizium) in kohlenstofffaserverstärktes Siliziumkarbid umgewandelt. Durch Einstellung der Menge an Kohlenstofffasern und Einstellung des Silizierungsgrades soll es möglich sein, die geschoßkommende Seite des Gebildes härter und die der Backing-Struktur zugewandte Seite mit höherer Bruchzähigkeit und geringerer Härte herzustellen.

Nachteile des im Patent DE 198 56 597 A1 beschriebenen Materials liegt in der Herstellungstechnik der faserverstärkten Platte. Durch die Verwendung von unbeschichteten Langfasern oder gar Kurzfasern in Verbindung mit dem Infiltrieren durch flüssiges Silizium, was zu reaktiven Veränderungen an den Fasern führen kann, ist die Bruchzähigkeit des Materials (Bruchdehnung 0,25% bis 0,5%, Bruchdehnung von Material mit beschichteten Fasern bis 2%) gering. Dadurch kommt es beim Erstbeschuß bereits zu wesentlich stärkeren Zerstörungen und Abplatzungen der äußeren Keramik. Bei einem Mehrfachbeschuß verringert sich dadurch die Schutzwirkung beträchtlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei vereinfachter Herstellung die Schutzwirkung der Panzerung weiter zu erhöhen.

Bei verbesserter Schutzwirkung sollen die Platten aus beschichteten Fasern etwa mit der Hälfte oder weniger an Schichtdicke auskommen, wodurch die Strukturen auch leichter werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Nach der Konzeption der Erfindung weist die erfindungsgemäße Schutzpanzerung den folgenden Schichtaufbau auf, wobei von Außen nach Innen angeordnet sind:

- eine harte monolytische keramische Platte,
- eine faserverstärkte keramische Platte,
- Backing-Struktur.

Dabei werden die einzelnen Platten mit Klebern unterschiedlicher Härte verbunden. Auswahl und Anwendung der Kleber erfolgt in der Weise, dass die Kleber je weiter von Außen nach Innen sie im Schichtaufbau der Panzerung platziert sind, desto weicher und zäher werden.

Die faserverstärkte keramische Platte besteht nicht aus einem siliziuminfiltrierten faserverstärktem Kohlenstoff, sondern aus einem textilen Gebilde von C-, SiC-, Al2O3- Fasern bzw. anderen anorganischen Fasern, die mit einem siliziumorganischen Precursor, z. B. Polycarbosilan, Silazan oder Siloxan, mit oder ohne Zusätzen (z. B. SiC-, SiO2-, C- oder Metallpulver) infiltriert werden.

Die infiltrierten textilen Gebilde (Flächengebilde eben oder gekrümmt) durchlaufen anschließend folgende Prozessschritte

- Laminieren der infiltrierten Gewebelagen zu einer Rohform (Platte, gebogene Form, Rohr, usw.),
- Trocknen und Härten (Curing) des infiltrierten Precursors zu einem vorkeramischen Netzwerk,
- Pyrolyse des vorkeramischen Netzwerkes zu einer amorphen, kovalenten Keramik,
- Wärmebehandlung und Rekristallisation der amorphen, kovalenten Keramik.

Die keramischen Platten bzw. Formen können in beliebiger Dicke hergestellt werden. Die Dehnung des Materials erreicht Werte bis zu 2%. Härte und Bruchzähigkeit des Materials ist einstellbar, indem die für die Herstellung der textilen Gebilde erforder lichen Fasern vor der textilen Verarbeitung beschichtet werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Patentansprüche verwiesen.

Claims

1. Schutzpanzerung zur Anwendung als ballistische Leichtgewichtsschutz panzerung, gekennzeichnet durch folgenden Schichtaufbau in der Anordnung von Außen nach Innen

- eine harte monolytische keramische Platte,
- eine faserverstärkte keramische Platte,
- Backing-Struktur,

wobei die einzelnen Platten mit Klebern unterschiedlicher Härte in der Weise verbunden sind, dass die eingesetzten Kleber in ihrer Positionierung von Außen nach Innen weicher und zäher werden.

2. Schutzpanzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die faserverstärkte keramische Platte aus einem textilen Gebilde von C-, SiC-, Al2O3-Fasern und/oder anderen anorganischen Fasern besteht, wobei die Fasern mit einem siliziumorganischen Precursor, z. B. Polycarbosilan, Silazan oder Siloxan mit oder ohne Zusätzen, infiltriert werden.

3. Schutzpanzerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusätze SiC-, SiO2-, C- oder Metallpulver eingesetzt werden können.

4. Schutzpanzerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die infiltrierten ebenen oder gekrümmten Flächengebilde anschließend folgende Prozessschritte durchlaufen:

a) Laminieren der infiltrierten Gewebelagen zu einer Rohform (Platte, gebogene Form, Rohr, usw.),
b) Trocknen und Härten (Curing) des infiltrierten Precursors zu einem vorkeramischen Netzwerk,
c) Pyrolyse des vorkeramischen Netzwerkes zu einer amorphen, kovalenten Keramik,
d) Wärmebehandlung und Rekristallisation der amorphen, kovalenten Keramik.

5. Schutzpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die keramischen Platten bzw. Formen in beliebiger Dicke hergestellt werden können.

6. Schutzpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Härte und Bruchzähigkeit des eingesetzten Plattenmaterials einstellbar ist, indem die für die Herstellung der textilen Gebilde erforderlichen Fasern vor der textilen Verarbeitung beschichtet werden.