RU202606U1 - Прозрачная слоистая композиция с керамоподобными элементами - Google Patents
Прозрачная слоистая композиция с керамоподобными элементами Download PDFInfo
- Publication number
- RU202606U1 RU202606U1 RU2020136325U RU2020136325U RU202606U1 RU 202606 U1 RU202606 U1 RU 202606U1 RU 2020136325 U RU2020136325 U RU 2020136325U RU 2020136325 U RU2020136325 U RU 2020136325U RU 202606 U1 RU202606 U1 RU 202606U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thickness
- polycarbonate
- plate
- composition
- layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
Техническое решение относится к конструкции прозрачного материала с использованием керамоподобных элементов для защиты от кинетических средств воздействия под углом, обладающих скоростью 700-800 м/с. Технический результат заключается в том, что прозрачная композиция, обеспечивает деформацию и разрушение индентора, наряду с удержанием деформированного или разрушенного индентора и его осколков, энергоемкой слоистой композицией. Прозрачная слоистая композиция состоит из лицевого слоя на основе керамоподобных элементов и расположенной за ней слоистой структурой, которая демпфирует ударную волну и аккумулирует кинетическую энергию индентора. 3 з.п. ф-лы.
Description
Полезная модель относится к прозрачным защитным композициям, более конкретно, к прозрачным слоистым конструкционным материалам с использованием керамоподобных элементов для защиты от кинетических средств воздействия, обладающих высокой скоростью. В качестве прозрачных керамоподобных элементов могут выступать монокристаллический лейкосапфир (оксид алюминия), поликристаллический оксинитрид алюминия, алюмо-магнезиальная шпинель.
В настоящее время известны различные конструкции прозрачных композиций, используемые в качестве защитных композиций от кинетических средств воздействия. В большинстве защитных композиций в качестве основного материала используется силикатное стекло. Повышение стойкости прозрачной силикатной защитной композиции базируется на принципе повышения энергоемкости преграды за счет увеличения прочности силикатного стекла, которое достигается ликвидацией поверхностных дефектов и наведением в поверхностных слоях силиката сжимающих напряжений. Защитный механизм композиции основан на поглощении энергии индентора за счет потерь энергии, затраченных на разрушение высокопрочных стекол, превышающих прочность сырого стекла в ряде случаев на два порядка, при сохранении целостности последнего слоя стекла от воздействия отраженной волны и скоростного давления индентора. В некоторых композициях используют стекла различной прочности, что приводит к использованию различных технологий упрочнения стекол, особенно тыльного стекла композиции.
Для снятия эффекта ударной волны предлагаются варианты воздушных ловушек. Из уровня техники, например, известен многослойный светопрозрачный блок для защиты от высокоскоростных инденторов, включающий закрепленные в раме наружный и внутренний листы из стекла и размещенный между ними промежуточный лист из поликарбоната, снабженный двумя дополнительными промежуточными листами из поликарбоната, размещенными с воздушными зазорами как между собой, так и по отношению к наружному и внутреннему листам из стекла, для создания воздушных ловушек, рассеивающих и поглощающих энергию индентора. Первый воздушный зазор между наружным листом и смежным с ним листом из поликарбоната равен 0,5-10 мм, остальные - 0,05-2 мм. Листы из стекла с двух сторон покрыты прозрачной полимерной пленкой (RU 2191972 опуб. 27.10.2002, F41H 5/26).
Недостатком данной композиции являются большие габаритные размеры и большой вес.
Известно также направление, предполагающее применение монокристалла лейкосапфира, которое существенно отличается от традиционного направления разработки прозрачной защитной композиции на основе силикатного стекла или комбинации силикатного и органического стекол, поскольку монокристалл лейкосапфира обеспечивает существенно более высокое сопротивление внедрению индентора, что приводит к существенному росту энергозатрат на разрушение композиции.
В патенте RU 238609 С2 (опуб. 20.07.2009, F41H 5/04) рассматриваются различные защитные композиции с применением в качестве лицевого слоя монокристалла лейкосапфира. В системе монокристалл сапфира плюс силикатное стекло плюс поликарбонат в качестве тыльного слоя используется один слой поликарбоната толщиной 3 мм. В системе монокристалл сапфира плюс силикатное стекло плюс силикатное стекло плюс поликарбонат в качестве тыльного слоя используется также один слой поликарбоната толщиной 3 мм. Слой поликарбоната приклеивался к силикатному стеклу в первом варианте полиуретановым слоем толщиной 3 мм. а во втором варианте - полиуретановым слоем толщиной 2,5 мм.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является прозрачная керамическая композиция, включающая внешний слой из пластины монокристаллического сапфира, закрытый с внешней стороны пластиной силикатного стекла. За пластиной монокристаллического сапфира расположены опорные пластины упрочненного стекла и пластины поликарбоната, или пластина силикатного стекла, пластина монокристаллического сапфира, пластина силикатного стекла, пластина упрочненного стекла и пластина поликарбоната. Пластины между собой соединены адгезивными слоями из эпоксидной смолы (RU 2359832, С1. опуб. 27.06.2009, В32В 17/06).
К недостаткам данной композиции можно отнести высокую массу конструкции.
Технической задачей заявленного решения является разработка прозрачной защитной композиции с керамоподобными элементами, обеспечивающей защиту от воздействия высокоскоростных инденторов и обладающей пониженной поверхностной плотностью.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в разработке прозрачной конструкции на базе керамоподобного элемента для реализации защитных характеристик при ее поверхностной плотности не более 65 кг/м2.
Заявленный технический результат достигается тем, что прозрачная слоистая композиция, включает пластину керамоподобного элемента с расположенными за ней опорными пластинами с соединительными слоями. За пластиной керамоподобного элемента последовательно расположены склеивающий слой, первая опорная пластина, первый соединительный слой, вторая опорная пластина, второй соединительный слой, третья опорная пластина. Вторая и третья опорные пластины изготовлены из поликарбоната, при этом третья опорная пластина из поликарбоната не менее чем в 1,5 раза тоньше второй опорной пластины из поликарбоната. Толщина второго соединительного слоя между пластинами из поликарбоната не менее чем в 1,5 раза больше, чем толщина первого соединительного слоя. На третью опорную пластину с внешней стороны нанесен защитный эластичный слой.
Предпочтительно толщина пластины керамоподобного элемента составляет 4-12 мм. Толщина защитного эластичного слоя составляет не менее одной пятой от толщины соединительного слоя между пластинами поликарбоната. В качестве керамоподобного элемента может использоваться монокристаллический лейкосапфир.
Заявленное техническое решение поясняется чертежом, представленным на фиг. 1.
Прозрачная керамическая композиция включает пластину (1) керамоподобного элемента, которая может быть выполнена из монокристалла лейкосапфира или поликристаллического оксинитрида алюминия или алюмо-магнезиальной шпинели. За пластиной из керамоподобного элемента последовательно расположены склеивающий слой (2), первая опорная пластина (3), первый соединительный слой (4), вторая опорная пластина (5), второй соединительный слой (6), третья опорная пластина (7). При этом вторая (5) и третья (7) опорные пластины изготовлены из поликарбоната. Третья опорная пластина (7) из поликарбоната не менее чем в 1,5 раза тоньше второй опорной пластины (5) из поликарбоната. Толщина второго соединительного слоя (6) между пластинами из поликарбоната не менее чем в 1,5 раза больше, чем толщина первого соединительного слоя (4). На третью опорную пластину (7) нанесен защитный эластичный слой (8), толщина которого составляет не менее одной пятой толщины соединительного слоя (4) между пластинами поликарбоната. Первая опорная пластина может изготавливаться также из силикатного стекла, или из монокристалла лейкосапфира, или из полиметилметакрилата или из поликарбоната, толщиной от 0,5 до 12 мм.
Пластина из керамоподобного элемента (1), расположенная на внешней стороне композиционной керамической композиции, обеспечивает деформацию и разрушение индентора, благодаря высоким физико-механическим характеристикам, в частности, высокой твердости.
Расположенный за пластиной из керамоподобного элемента склеивающий слой (2) обеспечивает прохождение и отражение волны сжатия и сохранность композиции от отраженной волны. Склеивающий слой (2) может быть выполнен или из поливинилбутираля или из полиуретана, или на базе эпоксидных смол или силиконов.
Первая опорная пластина (3) воспринимает давление деформированного индентора или его осколков. Первая опорная пластина (3) может быть выполнена или из монокристалла лейкосапфира, или из силикатного стекла с возможным химическим упрочнением, или из полиметилметакрилата или из поликарбоната. Толщина первой опорной пластины может составлять 0,5-10 мм. Вторая опорная пластина (5) воспринимает давление осколков индентора и предшествующих разрушенных слоев и обеспечивает их удержание за счет реализации большого прогиба. Вторая опорная пластина (5) изготавливается из поликарбоната. Третья опорная пластина (7) также воспринимает давление осколков пули и предшествующих разрушенных слоев и обеспечивает их удержание за счет реализации большого прогиба. Третья опорная пластина (7) изготавливается из поликарбоната. Соединительные слои (4, 6) выполнены из прозрачного адгезионного материала, например, из поливинилбутираля или полиуретана, или на базе эпоксидных смол или силиконов.
Соединительные слои (4, 6), помимо функции склеивания формируют совместно со второй и третьей опорными пластинами из поликарбаната композицию внутреннего слоя для демпфирования ударной волны с реализацией максимального прогиба опорных пластин, что обеспечивает достижение максимальной энергоемкости прозрачной слоистой композиции. Внутренняя сторона прозрачной композиции с керамоподобными элементами, покрывается эластичным защитным слоем, (например, пленкой полиуретана или бронирующей пленкой) для обеспечения стойкости композиции к воздействию эрозионных факторов. Внешний эластичный слой (8), обеспечивает эрозионную стойкость композиции, повышает деформационную способность третьей опорной пластины для реализации больших прогибов без разрушения.
Пример 1 (прототип). Изготовлен образец прозрачной слоистой композиции, состоящий из монокристалла лейкосапфира толщиной 10 мм, склеивающего слоя толщиной 1,2 мм, силикатного стекла толщиной 4 мм, соединительного слоя толщиной 0,6 мм, пластины поликарбоната толщиной 9 мм, защитной пленки толщиной 0,4 мм. Поверхностная плотность композиции 63 кг/м2.
Пример 1-1. Изготовлен образец прозрачной слоистой композиции, состоящий из монокристалла лейкосапфира толщиной 10 мм, склеивающего слоя толщиной 1,2 мм, силикатного стекла толщиной 4 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 0,6 мм, пластины из поликарбоната толщиной 4 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 3 мм, пластины из поликарбоната толщиной 2 мм и защитной пленки толщиной 0,4 мм. Поверхностная плотность композиции 63 кг/м2.
Пример 2. Изготовлен образец прозрачной слоистой композиции, состоящий из алюмо-магнезиальной шпинели толщиной 4 мм, склеивающего слоя толщиной 0,6 мм, монокристалла лейкосапфира толщиной 3 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 1,8 мм, пластины из поликарбоната толщиной 12 мм, защитной пленки толщиной 0,4 мм. Поверхностная плотность композиции 44 кг/м2.
Пример 2-1. Изготовлен образец прозрачной слоистой композиции, состоящий из алюмо-магнезиальной шпинели толщиной 4 мм, склеивающего слоя толщиной 0,6 мм монокристалла лейкосапфира толщиной 3 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 1,8 мм, пластины из поликарбоната толщиной 5 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 4 мм, пластины из поликарбоната толщиной 3 мм, защитной пленки толщиной 0,4 мм. Поверхностная плотность композиции 44 кг/м2.
Пример 3. Изготовлен образец прозрачной слоистой композиции, состоящий из оксинитрида алюминия толщиной 12 мм, склеивающего слоя толщиной 0,4 мм, полиметилметакрилата толщиной 4 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 1 мм, пластины из поликарбоната толщиной 10 мм, защитной пленки толщиной 0,4 мм. Поверхностная плотность композиции 63 кг/м2.
Пример 3-1. Изготовлен образец прозрачной слоистой композиции, состоящий из оксинитрида алюминия толщиной 12 мм, склеивающего слоя толщиной 0,4 мм, полиметилметакрилата толщиной 4 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 1 мм, пластины из поликарбоната толщиной 6 мм, соединительного слоя из полиуретана толщиной 1,5 мм, пластины из поликарбоната толщиной 2,5 мм, защитной пленки толщиной 0,4 мм. Поверхностная плотность композиции 63 кг/м2.
Изготовленные образцы были подвергнуты сравнительным испытаниям скоростным индентором при скорости воздействия индентора 700-800 м/с и при различных углах взаимодействия. В каждой паре образцов (1, 1-1; 2,2-1; 3, 3-1) образцы 1,2,3 имели сквозное поражение, а образцы 1-1,2-1 и 3-1. не были пробиты за счет заявленной конструкции прозрачной композиции.
Claims (4)
1. Прозрачная слоистая композиция, включающая пластину керамоподобного элемента с расположенными за ней опорными пластинами с соединительными слоями, отличающаяся тем, что за пластиной керамоподобного элемента последовательно расположены склеивающий слой, первая опорная пластина, первый соединительный слой, вторая опорная пластина, второй соединительный слой, третья опорная пластина, при этом вторая и третья опорные пластины изготовлены из поликарбоната, третья опорная пластина из поликарбоната не менее чем в 1,5 раза тоньше второй опорной пластины из поликарбоната, толщина второго соединительного слоя между пластинами из поликарбоната не менее чем в 1,5 раза больше, чем толщина первого соединительного слоя, на третью опорную пластину с внешней стороны нанесен защитный эластичный слой.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что толщина пластины керамоподобного элемента составляет 4-12 мм.
3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что толщина защитного эластичного слоя составляет не менее одной пятой от толщины соединительного слоя между пластинами поликарбоната.
4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве керамоподобного элемента используется монокристаллический лейкосапфир.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136325U RU202606U1 (ru) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | Прозрачная слоистая композиция с керамоподобными элементами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136325U RU202606U1 (ru) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | Прозрачная слоистая композиция с керамоподобными элементами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU202606U1 true RU202606U1 (ru) | 2021-02-26 |
Family
ID=74672664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020136325U RU202606U1 (ru) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | Прозрачная слоистая композиция с керамоподобными элементами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU202606U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94041074A (ru) * | 1994-11-09 | 1996-09-20 | Акционерное общество "Борский стекольный завод" | Пулестойкое стекло |
| RU6794U1 (ru) * | 1997-07-18 | 1998-06-16 | Андрей Иванович Афанасьев | Конструкционный слоистый материал (варианты) |
| RU2359832C1 (ru) * | 2008-01-15 | 2009-06-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Прозрачная керамическая композиция |
| RU2386099C2 (ru) * | 2005-06-10 | 2010-04-10 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Прозрачный керамический композиционный материал и изготовленная из него броня (варианты) |
| RU2637673C1 (ru) * | 2016-10-28 | 2017-12-06 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Композиция изделий авиационного остекления на основе монолитного поликарбоната |
-
2020
- 2020-11-05 RU RU2020136325U patent/RU202606U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94041074A (ru) * | 1994-11-09 | 1996-09-20 | Акционерное общество "Борский стекольный завод" | Пулестойкое стекло |
| RU6794U1 (ru) * | 1997-07-18 | 1998-06-16 | Андрей Иванович Афанасьев | Конструкционный слоистый материал (варианты) |
| RU2386099C2 (ru) * | 2005-06-10 | 2010-04-10 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Прозрачный керамический композиционный материал и изготовленная из него броня (варианты) |
| RU2359832C1 (ru) * | 2008-01-15 | 2009-06-27 | Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Прозрачная керамическая композиция |
| RU2637673C1 (ru) * | 2016-10-28 | 2017-12-06 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Композиция изделий авиационного остекления на основе монолитного поликарбоната |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3634177A (en) | Lightweight transparent penetration-resistant structure | |
| US3917891A (en) | Fragmentation shield for impact resisting optical medium | |
| US5567529A (en) | Multilayered glass laminate having enhanced resistance to penetration by high velocity projectiles | |
| DK142697B (da) | Slagfast laminat med plader vitrøst materiale. | |
| US9091510B2 (en) | Transparent armor system and method of manufacture | |
| USH1519H (en) | Transparent ceramic composite armor | |
| EP2699405B1 (en) | Light weight temperature resistant transparent laminate structure | |
| RU2592788C2 (ru) | Контолируемая адгезия волокна к матрице в полимер-волоконных композитах | |
| US9656913B2 (en) | Transparent laminate which inhibits puncture by projectiles | |
| WO2009042877A2 (en) | Lightweight transparent armor window | |
| JP2011504992A (ja) | マルチヒット対応透明積層装甲システム | |
| WO2009011951A2 (en) | Mosaic transparent armor | |
| CN107000345A (zh) | 用高度性能不匹配界面材料来降低冲击力和损伤的装甲，盾牌和头盔 | |
| US9162426B2 (en) | Transparent armor systems, methods for making and methods for using | |
| JP6328109B2 (ja) | 耐貫通性合わせガラス | |
| CA3017230A1 (en) | Sandwiched fiber composites for ballistic applications | |
| DE102012210906B4 (de) | Sicherheitssonderverglasung und deren Verwendungen | |
| RU202606U1 (ru) | Прозрачная слоистая композиция с керамоподобными элементами | |
| RU2359832C1 (ru) | Прозрачная керамическая композиция | |
| US8568550B2 (en) | Method for the production of a protection device | |
| JPH03506056A (ja) | 防弾ガラス | |
| RU167891U1 (ru) | Композитная керамическая бронепанель | |
| JPH02254297A (ja) | 耐弾パネル | |
| WO1993010973A1 (en) | Multilayered glass laminate having enhanced resistance to penetration by high velocity projectiles | |
| JPS6237148A (ja) | 剛性板の合せ構造体 |