WO2005114089A1 - Keramische panzerplatte, panzerungssystem und verfahren zur herstellung einer keramischen panzerplatte - Google Patents

Keramische panzerplatte, panzerungssystem und verfahren zur herstellung einer keramischen panzerplatte Download PDF

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WO2005114089A1
WO2005114089A1 PCT/EP2005/005172 EP2005005172W WO2005114089A1 WO 2005114089 A1 WO2005114089 A1 WO 2005114089A1 EP 2005005172 W EP2005005172 W EP 2005005172W WO 2005114089 A1 WO2005114089 A1 WO 2005114089A1
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WO
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armor plate
ceramic
plate according
crack stoppers
crack
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PCT/EP2005/005172
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Bernhard Heidenreich
Martin Nedele
Rüdiger Schulte
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Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
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Priority to EP05746412A priority patent/EP1747419B8/de
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Priority to US11/561,144 priority patent/US20070125223A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0414—Layered armour containing ceramic material

Definitions

  • the invention relates to a ceramic armor plate.
  • the invention further relates to an armor system.
  • the invention further relates to a method for producing a ceramic armor plate.
  • a tank system is known for example from EP 0 810 415 B1 (DE 697 07 560 T2); this comprises a plurality of ceramic tiles arranged in a layer of tiles.
  • the ceramic tiles have the task of destroying the core of an impacting floor due to the hardness of the ceramic.
  • the object of the invention is to provide a ceramic armor plate and an armor system which can be produced in a simple manner.
  • the ceramic armor plate is integrally formed and comprises a plurality of connected segments which are functionally separated by crack stoppers, the crack stoppers serving to prevent the spread of cracks from one segment to an adjacent segment.
  • a one-piece armor plate with integrally produced crack stoppers is provided. This greatly simplifies the production, since it is not necessary to produce a plurality of individual tiles, which then have to be joined, but rather an entire plate is integrally produced, which takes up a larger surface area. Since no coincidence is necessary, the problems associated with this are also avoided. For example, a reduction in size and deformation can occur in the production of ceramic plates. If ceramic tiles are to be joined, then this requires an elaborate production, so that a precise fit can be achieved with small gap widths between the tiles. In the ceramic armor plate according to the invention, however, joining is not necessary, so that the production is less expensive.
  • the crack stoppers can be formed in a simple manner during manufacture, for example via cracks which are produced in a defined manner or via grooves which are introduced before the ceramization. This in turn makes it possible to generate the functional segments in a defined manner for the desired application.
  • the integration of crack stoppers in the armor plate results in a multitude of options for forming the armor plate. This can be formed, for example, in multiple layers, with in different positions the crack stoppers can be arranged differently. This results in a greater number of control and setting options for the cracking process when firing and thus for the ballistic properties of the armor plate.
  • the crack stopper also provides improved protection against multiple bombardment.
  • the ' crack stoppers are integrated into the armor plate.
  • the armor plate can be produced easily and also an armor system which comprises at least one armor plate according to the invention can be produced in a simple manner.
  • the crack stoppers are formed in the solid material of the armor plate, so that no separate and subsequently to be added tiles have to be provided.
  • the manufacture of the armor plate is greatly simplified, and a large surface area can be produced in a simple manner.
  • the crack stoppers are produced during the manufacture of the armor plate.
  • crack stoppers are formed by recesses and / or by recesses.
  • the recesses can be made in a simple manner, in particular before the ceramicization of an armor plate pre-body produce. They can be arranged in a defined manner. For example, a grid of recesses can be created. Furthermore, the recesses can be made with a defined depth.
  • the recesses in the armored plate produced are no longer necessarily present. For example, these are filled with a release agent before infiltration with carbide-forming substances (such as silicon for siliconization).
  • carbide-forming substances such as silicon for siliconization
  • the crack stop function is retained, however, since the material of the segments (for example SiC) has a significantly higher speed of sound than the material of the release agent in the recesses (for example BN, C, Si). It is also possible to fill with carbon-rich paste, which is not converted to SiC during siliconization, or with pure silicon.
  • the recesses are made in the thickness direction of the armor plate. This divides the armor plate into functional segments, the segments being connected. The recesses prevent crack propagation beyond a segment if a segment experiences an impact, for example due to a bullet impact.
  • recesses are made at an angle between 15 ° and 45 ° with respect to a thickness direction of the armor plate. This can be advantageous for certain applications.
  • the recesses are not continuous.
  • crack stoppers are formed by grooves and / or grooves.
  • Such grooves can be produced in a simple manner, for example by milling or laser processing or water jet cutting.
  • the depth of the grooves is preferably in the range between 0.05 to 0.9 and preferably between 0.1 and 0.6 of the thickness of the armor plate.
  • crack stoppers are formed by perforations and / or by perforations.
  • crack stoppers are formed over cracks.
  • Such cracks can be produced in a defined manner, for example by placing cover plates (cover layers) on a solid preform which have a different coefficient of thermal expansion than the solid preform. Subsequent ceramization creates an integral composite with cracking.
  • the cracks serving as crack stoppers run between an upper side and a lower side of the armor plate. This allows the armor plate to be divided into functional segments, the crack propagation beyond segments being stopped.
  • the cracks run at least approximately in the thickness direction of the armor plate.
  • the armor plate can be divided into segments which correspond to a tile composite with joints between the tiles, but the armor plate is formed in one piece.
  • cover layers are provided, between which the cracks run.
  • the top and bottom of the armor plate are covered by a crack-free cover layer.
  • the top layers are made of C / C-SiC.
  • C / C preforms are respectively fixed on the underside and the top of a porous C preform and a subsequent siliconization is carried out.
  • This enables cover layers to be formed from C-C-SiC. Due to the different material properties, a crack structure can be generated during siliconization or when the body infiltrated with silicon cools, the cracks running between the cover layers. This in turn allows the functional segments to be created. The size of segments can be adjusted by using different layers with different coefficients of thermal expansion.
  • the distance between crack stoppers is in the range between 5 mm and 100 mm and preferably between 30 mm and 50 mm.
  • the layers are integrally formed. For example, several layers during ceramization (such as via the infiltration of liquid silicon, ie siliconization) are joined in one piece (in situ).
  • the armor plate is made of a silicon carbide ceramic. This has a high hardness, so that an impacting projectile is destroyed. It is also conceivable to manufacture the armor plate using other carbide-forming metals such as titanium or chrome.
  • the crack stoppers are introduced into the ceramic material of the armor plate and are embedded in particular there. In particular, there is no connection to the surfaces.
  • the armor plate can be produced in particular from a carbon-containing preform.
  • a pre-body can be machined in a simple manner. It can be at least partially ceramized.
  • this preform is produced using graphite powder and binders.
  • the armor plate according to the invention can be produced inexpensively if the ceramic material of the armor plate is produced using a biomorphic material and in particular a material containing cellulose. Corresponding manufacturing processes are described in the unpublished German application No. 103 29 822.3 dated June 30, 2003 or in DE 199 47 731 AI. Reference is expressly made to these documents.
  • the armor plate according to the invention can advantageously be used in an armor system which comprises at least one armor plate according to the invention.
  • a corresponding armor system has in particular a multi-layer structure.
  • An example is described in EP 0 810 415 B1, to which express reference is made. Instead of a plurality of tiles, as described there, at least one armor plate according to the invention can be used.
  • the at least one armor plate then sits on a backing (structural support layer), which is preferably made from a lightweight material such as aluminum or carbon-kevlar or aramid.
  • the invention is also based on the object of providing a method for producing a ceramic armor plate which can be carried out in a simple manner.
  • crack stoppers are produced in an armor plate pre-body and the armor plate is divided into coherent functional segments via the crack stoppers.
  • the crack stoppers (for the armor plate to be produced) are introduced during the production of the ceramic armor plate, specifically in an armor plate pre-body in which the insertion can be carried out easily. This results in easy producibility, whereby defined functional segments can be created by a defined crack stopper generation.
  • the method according to the invention has the advantages already explained in connection with the ceramic armor plate according to the invention. Further advantageous embodiments of the method according to the invention have also already been explained in connection with the ceramic armor plate according to the invention.
  • the crack stoppers are manufactured before the armor plate material is ceramized. It is then possible to manufacture the crack stoppers, for example, by machining material. At the stage before the ceramization, the material is far less hard than after the ceramization and is therefore easier to process.
  • the crack stoppers are produced by producing recesses. These can be produced in a defined manner and in a simple manner by mechanical material processing such as machining material processing (milling, drilling, grinding, etc.) and / or by beam processing such as laser processing or water jet processing.
  • the recesses are filled with release agent.
  • the release agent has the task of ensuring the crack stop function for the finished armor plate (which is ceramicized).
  • the release agent serves to prevent wetting with carbide-forming material during the ceramization.
  • it is filled with carbon-rich paste. This allows carbon bars to be made in a ceramic armor plate. It can also be filled with silicon. It is also possible that cracks are defined as crack stoppers.
  • the cracks are generated by the connection with cover plates. These cover plates are placed on a preform before the ceramization. Because of the ceramization, for example through siliconization, the cover plates are connected in one piece, cracks being able to be produced.
  • cover plates are made of C / C, that is, made of carbon fiber reinforced carbon.
  • crack stop structures can be introduced in individual layers. This can control a hail of breakage that occurs when firing to increase ballistic protection.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a ceramic armor plate according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a second embodiment
  • Figure 3 is a sectional view of the armor plate according to Figure 1;
  • Figure 4 is a sectional view of a third embodiment
  • Figure 5 is a sectional view of a fourth embodiment
  • Figure 6 is a sectional view of a fifth embodiment
  • Figure 7 is a sectional view of a sixth embodiment
  • FIG. 8 shows a perspective partial sectional view of an exemplary embodiment of an armor system which comprises a ceramic armor plate according to the invention.
  • FIG. 1 A first exemplary embodiment of an armor plate according to the invention is shown schematically in FIG. 1 and there is designated as a whole by 10.
  • the armor plate 10 is made of a silicon carbide ceramic.
  • a carbon-containing armor plate pre-body is produced.
  • a cellulose-containing material is used to manufacture the armor plate pre-body, thereby producing a porous pre-body.
  • the preform is then converted into an open porous carbon body by means of pyrolysis.
  • Grooves 12 are introduced into this pre-body before the ceramization.
  • a rectangular grid 14 is produced on grooves 12.
  • Crack stoppers are formed by the grooves 12, which prevent the propagation of cracks.
  • the grooves 12 or recesses to be introduced into a green body before pyrolysis. (This makes mechanical processing easier.) Shrinkage during pyrolysis reduces the gap between adjacent segments. In the case of a green body with recesses or grooves, the risk of delamination during pyrolysis is reduced since gases can escape more quickly through the recesses or grooves.
  • the grooves 12 divide the armor plate 10 into individual segments 16, the segments 16 being contiguous; the armor plate 10 is formed in one piece.
  • the segments 16 are functionally defined. They are limited by grooves 12.
  • the grooves 12 prevent cracks which occur in one segment (for example in the segment 18 due to the impact of a projectile) from spreading to adjacent segments 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h.
  • the grooves 12 are introduced before the armor plate pre-body is ceramized. This is done, for example, by cutting material processing such as milling and / or by laser processing.
  • the grooves 12 extend in a thickness direction d in the armor plate 10.
  • the armor plate 10 has a thickness D ( Figure 1).
  • the depth of the grooves 12 is preferably in the range between 0.1 times to 0.6 times the thickness D of the armor plate 10.
  • a typical depth of the grooves 12 is approximately 6 mm.
  • the segments 16, defined by the grid 14 of the grooves 12, have typical transverse dimensions (perpendicular to the thickness direction d) between 30 mm and 50 mm.
  • the armor plate pre-body is siliconized;
  • the armor plate pre-body is converted into a silicon carbide armor plate by infiltration of materials comprising silicon.
  • cellulose-containing powder is used as the starting component for the production of the armor plate pre-body.
  • a corresponding manufacturing process in which a porous preform is produced from a cellulose-containing material, the porous preform is converted into an open porous carbon body by means of pyrolysis and the open porous carbon body is infiltrated by materials comprising silicon into a carbide ceramic comprising silicon, in particular silicon carbide). Ceramic, is converted, wherein at least cellulose-containing powder is used as the starting component for the production of the preform) is in the unpublished German patent application
  • the grooves 12 can be filled with a release agent such as boron nitride before siliconization; Silicon does not wet the release agent. This leaves imperfections during siliconizing, which serve as crack stoppers.
  • 10 crack stoppers are introduced into the armor plate. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, these crack stoppers are the grooves 12, which are introduced in the form of a grid. If a projectile hits a segment, for example the segment 18 (hatched for illustration in FIG. 1), the grooves 12 surrounding the segment 18 prevent cracks from spreading into the adjacent segments 20a, b, c, d, e, f , g, h.
  • the armor plate 10 can be produced integrally and the crack stoppers are integrally formed in the armor plate 10. For example, it is also possible to manufacture the armor plate 10 with corresponding curvatures.
  • non-continuous recesses are made in an armor plate pre-body through the grooves 12. It is also possible, as shown with the aid of a second exemplary embodiment 22 (FIG. 2), that through recesses 24 in the form of perforations are made in an armor plate pre-body before the ceramization. These perforations also serve as crack stoppers to prevent cracks from spreading from one segment 26 to adjacent segments.
  • FIG. 3 schematically shows a sectional view through the armor plate according to FIG. 1.
  • the superficial grooves 12 can be seen as crack stoppers.
  • a surface 30, from which the grooves 12 are made, is preferably opposite an outer side 28 of the armor plate 10.
  • the outside 28 preferably faces outside.
  • an armor plate as shown schematically in FIG. 4 and there designated as a whole as 32, is constructed in multiple layers, for example with a first layer 34a, a second layer 34b and a third layer 34c.
  • the layers 34a, 34b, 34c are integrally connected to one another, so that the armor plate 32 is formed in one piece.
  • the layers 34a, 34b, 34c are produced, for example, via separate pyrolyzed preforms, the corresponding layers then being connected to one another in one piece via the siliconization.
  • grooves 36 are introduced as crack stoppers before the ceramization (siliconization).
  • the introduction is basically as described above with reference to the first embodiment.
  • functional segments 38a, 38b, 38c are generated in each layer.
  • the segments in each layer are functionally separated by the grooves 36 as crack stoppers.
  • a typical depth of the grooves 36 is approximately 3 mm.
  • the segments of adjacent layers overlap.
  • the segments 38b of the layer 34b each cover the segments 38c and 38a of the layers 34a and 34c.
  • grooves 42 and 44 are introduced from opposite surfaces 46, 48.
  • the grooves 42, 44 are not continuous and are offset from one another with respect to a direction transverse to the thickness direction d. This also makes functional segments in the Armor plate 40 is formed, the grooves 42, 44 as crack stoppers preventing the propagation of cracks beyond a segment if the corresponding segment is hit, for example, by a projectile.
  • an armor plate which is shown in FIG. 6 and is designated there as a whole by 50, a multi-layer structure with a first layer 52a, a second layer 52b and a third layer 52c is provided.
  • the layers are, for example, silicon carbide layers which are integrally connected to one another via siliconization.
  • the middle layer 52b has cracks 54 which have been produced in a defined manner. The. Cracks run at least approximately parallel to a thickness direction of the armor plate 50.
  • the cracks 54 serve as crack stoppers.
  • the armor plate 50 is divided into functional segments 56 via them, the corresponding segments being delimited by cracks.
  • the cracks 54 as a type of predetermined breaking points, prevent the spreading of
  • the cracks can also run at an angle of 15 ° to 45 ° or perpendicular to the thickness direction.
  • the armor plate 50 is multi-layered with the cracks 54 as internal defects in situ, that is, the armor plate 50 is formed in one piece.
  • cracks 60 for example in FIG a silicon carbide ceramic solid material 62 are formed, the solid material 62 lying between cover layers 64, 66 made of C / C-SiC.
  • the cover layers 64, 66 are produced from cover layer pre-bodies, for example from C / C, which are connected to the solid material pre-body for siliconization.
  • defined cracks can be formed between the cover layers 64, 66 in the silicon carbide ceramic solid material 62, in particular during cooling.
  • a typical thickness of the cover layers 64, 66 is approximately 1 mm.
  • armor plates are provided which can be manufactured in a simple manner. For example, technical woods can be used for production.
  • crack stoppers are produced in the armor plate pre-body, thereby dividing the armor plate into functional segments.
  • the functional segments allow a spatial limitation of the damage zone in the impact, for example by hitting a projectile, on the armor plate.
  • the armor plate itself is made integral with the crack stoppers; relatively large panels can be manufactured and installed as a result.
  • the plates can also be made with curvatures to better adapt to an application.
  • the crack stoppers can be produced in a simple manner before the ceramization in the armor plate pre-body, for example by machining material processing and / or laser processing.
  • the functional segments can be manufactured with defined dimensions. The corresponding distances are chosen, for example, so that the so-called three-hit condition is met.
  • the armor plates according to the invention can be integrated into an armor system, as is shown schematically in FIG. 8 and there is designated as a whole by 68.
  • Such an armor system is described in DE 697 07 560 T2 (EP 0 810 415 B1). Reference is expressly made to this document.
  • At least one ceramic armor plate 72 according to the invention sits on a structure support layer 70 (backing).
  • the structure support layer 70 can be made of aluminum, for example, or of composite materials such as carbon-Kevlar.
  • the (at least one) armor plate 72 is glued to the structural carrier layer 70, for example, via an adhesive layer 74.
  • a shattering layer 76 can also be provided, on which the structure support layer 70 is arranged.
  • the shattering layer 76 serves to minimize the shattering of the structure support layer 70.
  • the armor plate 72 can be covered by a plurality of covering layers 78, 80, 82.
  • the armor system 68 is delimited at the top by a steel plate 84.
  • EP 0 810 415 B1 The same structure as described there can be used, the at least one armor plate according to the invention being used instead of a plurality of tiles.

Abstract

Es wird eine keramische Panzerplatte (10) vorgeschlagen, welche einstückig ausge­bildet ist und eine Mehrzahl von zusammenhängenden Segmenten (16) umfaßt, welche durch Rißstopper funktionell getrennt sind, wobei die Rißstopper zur Verhinderung der Ausbreitung von Rissen von einem Segment (16) auf ein benach­bartes Segment (16) dienen.

Description

B E S C H R E I B U N G
Keramische Panzerplatte, Panzerungssystem und Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerplatte
Die Erfindung betrifft eine keramische Panzerplatte.
Ferner betrifft die Erfindung ein Panzerungssystem.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerplatte.
Ein Panzersystem ist beispielsweise aus der EP 0 810 415 Bl (DE 697 07 560 T2) bekannt; dieses umfaßt eine Mehrzahl von keramischen Fliesen, die in einer Fliesenschicht angeordnet sind. Die keramischen Fliesen haben die Aufgabe, aufgrund der Härte der Keramik den Kern eines auftreffenden Geschosses zu zerstören.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine keramische Panzerplatte und ein Panzerungssystem bereitzustellen, welche auf einfache Weise herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die keramische Panzerplatte einstückig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von zusammenhängenden Segmenten umfaßt, welche durch Rißstopper funktionell getrennt sind, wobei die Rißstopper zur Verhinderung der Ausbreitung von Rissen von einem Segment auf ein benachbartes Segment dienen. Erfindungsgemäß wird eine einstückige Panzerplatte mit integral hergestellten Rißstoppern bereitgestellt. Dadurch ist die Herstellung stark vereinfacht, da nicht eine Mehrzahl von einzelnen Fliesen hergestellt werden muß, die dann noch gefügt werden müssen, sondern integral eine ganze Platte hergestellt wird, welche einen größeren Flächenbereich einnimmt. Da keine Fügung notwendig' ist, sind auch die damit verbundenen Probleme vermieden. Beispielsweise kann bei der Herstellung von Keramikplatten ein Größenschwund und eine Verformung auftreten. Wenn Keramikfliesen zu fügen sind, dann erfordert dies eine aufwendige Herstellung, damit eine paßgenaue Fügung mit geringen Spaltbreiten zwischen den Fliesen erreicht werden kann. Bei der erfindungsgemäßen keramischen Panzerplatte ist aber eine Fügung nicht notwendig, so daß die Herstellung weniger aufwendig ist.
Die Rißstopper lassen sich auf einfache Weise während der Herstellung ausbilden, beispielsweise über definiert erzeugte Risse oder über vor der Kera- misierung eingebrachte Nuten. Dadurch wiederum ist es möglich, die funktioneilen Segmente definiert für die gewünschte Anwendung zu erzeugen.
Es ist auch möglich, eine keramische Panzerplatte für bestimmte Anwendungen mit einer definierten Krümmung herzustellen. Wenn einzelne Fliesen gefügt werden, dann ist die Krümmung erheblich schwieriger herzustellen, da Fliesen im Fliesenverbund unterschiedliche Krümmungen aufweisen können.
Im Vergleich zu einem Fliesenverbund ergeben sich durch die Integration von Rißstoppern in die Panzerplatte eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Ausbildung der Panzerplatte. Diese läßt sich beispielsweise mehrlagig ausbilden, wobei in unterschiedlichen Lagen die Rißstopper unterschiedlich angeordnet sein können. Dadurch ergibt sich eine größere Anzahl an Steuerungs- und Einstellmöglichkeiten für den Rißverlauf beim Beschüß und damit für die ballistischen Eigenschaften der Panzerplatte.
Durch die Rißstopper ergibt sich auch ein verbesserter Schutz bei Mehrfachbeschuß.
Es lassen sich auch unterschiedliche Segmentgeometrien wie beispielsweise Rechtecke, Sechsecke, gekrümmte Segmente usw. realisieren.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die'Rißstopper in die Panzerplatte integriert sind. Dadurch läßt sich die Panzerplatte einfach herstellen und auch ein Panzersystem, welches mindestens eine erfindungsgemäße Panzerplatte umfaßt, läßt sich auf einfache Weise herstellen.
Insbesondere sind die Rißstopper in dem Vollmaterial der Panzerplatte gebildet, so daß keine getrennten und nachträglich zu fügenden Fliesen vorgesehen werden müssen. Dadurch ist die Herstellung der Panzerplatte stark verein- facht, wobei sich ein großer Flächenbereich auf einfache Weise herstellen läßt.
Insbesondere werden die Rißstopper bei der Herstellung der Panzerplatte erzeugt.
Bei einer Ausführungsform sind Rißstopper durch Ausnehmungen und/oder über Ausnehmungen gebildet. Die Ausnehmungen lassen sich insbesondere vor der Keramisierung eines Panzerplatten-Vorkörpers auf einfache Weise herstellen. Sie lassen sich definiert anordnen. Beispielsweise kann ein Gitter an Ausnehmungen erzeugt werden. Weiterhin lassen sich die Ausnehmungen mit definierter Tiefe herstellen. Bei der hergestellten Panzerplatte sind die Ausnehmungen nicht unbedingt mehr vorhanden. Beispielsweise werden diese vor Infiltrierung mit carbidbildenden Stoffen (wie Silicium für die Silicierung) mit einem Trennmittel gefüllt. Die Rißstopperfunktion bleibt dabei aber erhalten, da der Werkstoff der Segmente (beispielsweise SiC) eine deutlich höhere Schallgeschwindigkeit aufweist als der Werkstoff des Trennmittels in den Ausnehmungen (beispielsweise BN, C, Si). Es ist auch eine Befüllung mit kohlenstoffreicher Paste, die bei der Silicierung nicht zu SiC konvertiert wird, oder mit reinem Silicium möglich.
Insbesondere sind die Ausnehmungen in der Dickenrichtung der Panzerplatte hergestellt. Dadurch wird die Panzerplatte in funktioneile Segmente unterteilt, wobei die Segmente zusammenhängend sind. Die Ausnehmungen verhindern eine Rißausbreitung über ein Segment hinaus, wenn ein Segment einen Im- pact beispielsweise durch Geschoßaufschlag erfährt.
Es ist auch möglich, daß Ausnehmungen in einem Winkel zwischen 15° und 45° bezogen auf eine Dickenrichtung der Panzerplatte hergestellt sind. Dies kann für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein.
Es kann vorgesehen sein, daß die Ausnehmungen nichtdurchgehend sind. Beispielsweise werden Rißstopper durch Nuten und/oder über Nuten gebildet. Solche Nuten lassen sich auf einfache Weise herstellen, beispielsweise durch Fräsung oder Laserbearbeitung oder Wasserstrahlschneiden. Vorzugsweise liegt die Tiefe der Nuten im Bereich zwischen 0,05 bis 0,9 und vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,6 der Dicke der Panzerplatte. Dadurch läßt sich zum einen eine Rißstopwirkung erzielen und zum anderen eine einstückige Panzerplatte ausbilden.
Es ist auch möglich, daß in der Dickenrichtung durchgehende Ausnehmungen vorgesehen sind. Beispielsweise werden dazu Rißstopper durch Perforationen und/oder über Perforationen gebildet.
Es ist auch möglich, daß Rißstopper über Risse gebildet sind. Solche Risse lassen sich definiert herstellen, indem beispielsweise Deckplatten (Decklagen) auf einen Vollmaterial-Vorkörper aufgesetzt werden, welche einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen als der Vollmaterial-Vorkörper. Bei anschließender Keramisierung wird ein integraler Werkstoffverbund mit Rißbildung erzeugt.
Insbesondere verlaufen die als Rißstopper dienenden Risse zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der Panzerplatte. Dadurch läßt sich die Panzerplatte in funktioneile Segmente unterteilen, wobei die Rißausbreitung über Segmente hinaus stopbar ist.
Günstig ist es, wenn die Risse zumindest näherungsweise in der Dickenrichtung der Panzerplatte verlaufen. Dadurch läßt sich die Panzerplatte in Segmente unterteilen, die einem Fliesenverbund mit Fugen zwischen den Fliesen entsprechen, wobei jedoch die Panzerplatte einstückig ausgebildet ist. Günstig ist es, wenn Decklagen vorgesehen sind, zwischen welchen die Risse verlaufen. Dadurch wird die Panzerplatte zu ihrer Oberseite und Unterseite hin durch eine rißfreie Decklage abgedeckt. Über die Decklagen wiederum ist es möglich, während der Herstellung der Panzerplatte definiert Risse zu erzeugen.
Beispielsweise werden die Decklagen aus C/C-SiC hergestellt. Dazu werden beispielsweise C/C-Vorkörper jeweils auf der Unterseite und der Oberseite eines porösen C-Vorkörpers fixiert und es wird eine anschließende Silicierung durchgeführt. Dadurch lassen sich Decklagen aus C-C-SiC bilden. Aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften läßt sich während der Silicierung bzw. bei der Abkühlung des mit Silicium infiltrierten Körpers eine Rißstruktur erzeugen, wobei die Risse zwischen den Decklagen verlaufen. Dadurch wiederum lassen sich die funktioneilen Segmente erzeugen. Die Größe von Segmenten kann durch unterschiedliche Lagen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten eingestellt werden.
Grundsätzlich ist es möglich, als Rißstopper Fehlstellen wie beispielsweise Risse vorzusehen.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Abstand zwischen Rißstoppern im Bereich zwischen 5 mm und 100 mm liegt und vorzugsweise zwischen 30 mm und 50 mm liegt.
Es kann günstig sein, einen mehrlagigen Aufbau vorzusehen. Die Lagen sind dabei einstückig aneinander gebildet. Beispielsweise werden mehrere Lagen bei der Keramisierung (wie beispielsweise über die Infiltration von flüssigem Silicium, d.h. Silicierung) einstückig (in situ) zusammengefügt. Beispielsweise ist die Panzerplatte aus einer Siliciumcarbid-Keramik hergestellt. Diese weist eine hohe Härte auf, so daß ein auftreffendes Geschoß zerstört wird. Es ist auch denkbar, die Panzerplatte über andere carbidbildende Metalle wie Titan oder Chrom herzustellen.
Es ist günstig, wenn die Rißstopper in das Keramikmaterial der Panzerplatte eingebracht sind und insbesondere dort eingebettet sind. Insbesondere besteht keine Verbindung zu den Oberflächen.
Die Panzerplatte läßt sich insbesondere aus einem kohlenstoffhaltigen Vorkörper herstellen. Ein solcher Vorkörper ist auf einfache Weise bearbeitbar. Er ist zumindest teilweise keramisierbar. Beispielsweise wird dieser Vorkörper mittels Graphitpulver und Bindemitteln hergestellt.
Die erfindungsgemäße Panzerplatte läßt sich kostengünstig herstellen, wenn der keramische Werkstoff der Panzerplatte mittels eines biomorphen Materials und insbesondere eines Cellulose enthaltenden Materials hergestellt ist. Entsprechende Herstellungsverfahren sind in der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung Nr. 103 29 822.3 vom 30. Juni 2003 oder in der DE 199 47 731 AI beschrieben. Auf diese Dokumente wird ausdrücklich Bezug genommen.
Die erfindungsgemäße Panzerplatte läßt sich vorteilhaft in einem Panzerungssystem einsetzen, welches mindestens eine erfindungsgemäße Panzerplatte umfaßt. Ein entsprechendes Panzerungssystem weist insbesondere einen mehrlagigen Aufbau auf. Ein Beispiel ist in der EP 0 810 415 Bl beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Anstatt einer Mehrzahl von Fliesen, wie dort beschrieben, läßt sich mindestens eine erfindungsgemäße Panzerplatte verwenden.
Insbesondere sitzt dann die mindestens eine Panzerplatte auf einem Backing (Strukturträgerschicht), die vorzugsweise aus einem Leichtbaumaterial wie Aluminium oder Kohle-Kevlar oder Aramid hergestellt ist.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerplatte bereitzustellen, welches auf einfache Weise durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Panzerplatten-Vorkörper Rißstopper erzeugt werden und die Panzerplatte über die Rißstopper in zusammenhängende funktioneile Segmente unterteilt wird.
Erfindungsgemäß werden während der Herstellung der keramischen Panzer- platte die Rißstopper (für die herzustellende Panzerplatte) eingebracht, und zwar in einem Panzerplatten-Vorkörper, in dem die Einbringung unkompliziert erfolgen kann. Dadurch ergibt sich eine leichte Herstellbarkeit, wobei durch eine definierte Rißstoppererzeugung definierte funktionelle Segmente erstellbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen keramischen Panzerplatte erläuterten Vorteile auf. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen keramischen Panzerplatte erläutert.
Eine Einbringung von Rißstoppern nach der Keramisierung ist grundsätzlich möglich.
Insbesondere werden die Rißstopper vor der Keramisierung des Panzerplatten-Werkstoffes hergestellt. Es ist dann möglich, die Rißstopper beispiels- weise durch spanabhebende Materialbearbeitung herzustellen. In dem Stadium vor der Keramisierung ist das Material weitaus weniger hart als nach der Keramisierung und daher leichter verarbeitbar.
Beispielsweise werden die Rißstopper durch Herstellung von Ausnehmungen erzeugt. Diese lassen sich durch mechanische Materialbearbeitung, wie spanabhebende Materialbearbeitung (Fräsen, Bohren, Schleifen usw.), und/oder durch Strahlbearbeitung wie Laserbearbeitung oder Wasserstrahlbearbeitung auf einfache Weise in definierter Anordnung und Form herstellen.
Es kann vorgesehen sein, daß die Ausnehmungen mit Trennmittel gefüllt werden. Das Trennmittel hat die Aufgabe, die Rißstopperfunktion für die fertige Panzerplatte (welche keramisiert ist) sicherzustellen. Insbesondere dient das Trennmittel dazu, eine Benetzung mit carbidbildendem Material während der Keramisierung zu verhindern. Beispielsweise erfolgt eine Befüllung mit kohlenstoffreicher Paste. Dadurch lassen sich Kohlenstoffstege in einer keramischen Panzerplatte herstellen. Eine Befüllung kann auch mit Silicium erfolgen. Es ist auch möglich, daß Risse als Rißstopper definiert erzeugt werden.
Beispielsweise werden die Risse über die Verbindung mit Deckplatten erzeugt. Diese Deckplatten werden vor der Keramisierung auf einen Vorkörper aufge- legt. Durch die Keramisierung beispielsweise durch Silicierung erfolgt eine einstückige Verbindung der Deckplatten, wobei Risse erzeugbar sind.
Insbesondere werden die Deckplatten aus C/C hergestellt, das heißt aus kohlefaserverstärktem Kohlenstoff hergestellt.
Es ist auch günstig, einen mehrlagigen Aufbau vorzusehen, wobei die Lagen bei der Keramisierung in situ zur Bildung einer einstückigen Panzerplatte verbunden werden. Dadurch lassen sich die Eigenschaften der keramischen Panzerplatte definiert steuern bzw. einstellen. Beispielsweise lassen sich in in- dividuelle Lagen jeweils Rißstopperstrukturen einbringen. Dadurch läßt sich ein beim Beschüß entstehender Bruchhagel steuern, um den ballistischen Schutz zu erhöhen.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zu- sammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen keramischen Panzerplatte;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels; Figur 3 eine Schnittansicht der Panzerplatte gemäß Figur 1;
Figur 4 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels;
Figur 5 eine Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels;
Figur 6 eine Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels;
Figur 7 eine Schnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels und
Figur 8 eine perspektivische Teilschnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Panzerungssystems, welches eine erfindungsgemäße keramische Panzerplatte umfaßt.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Panzerplatte ist in Figur 1 schematisch gezeigt und dort als Ganzes mit 10 bezeichnet. Die Panzerplatte 10 ist aus einer Siliciumcarbid-Keramik hergestellt.
Dazu wird ein kohlenstoffhaltiger Panzerplatten-Vorkörper hergestellt. Beispielsweise wird zur Herstellung des Panzerplatten-Vorkörpers ein cellulose- haltiger Werkstoff verwendet und dadurch ein poröser Vorkörper hergestellt. Der Vorkörper wird mittels Pyrolyse dann in einen offen porösen Kohlenstoffkörper umgewandelt. In diesen Vorkörper werden vor der Keramisierung Nuten 12 eingebracht. Beispielsweise wird ein rechteckförmiges Gitter 14 an Nuten 12 hergestellt. Durch die Nuten 12 sind Rißstopper gebildet, welche die Ausbreitung von Rissen verhindern. Es ist auch möglich, daß die Nuten 12 bzw. Ausnehmungen vor der Pyrolyse in einen Grünkörper eingebracht werden. (Dadurch ist die mechanische Bearbeitung erleichtert.) Durch Schrumpfung während der Pyrolyse wird der Spalt zwischen benachbarten Segmenten verkleinert. Bei einem Grünkörper mit Ausnehmungen bzw. Nuten ist die Delaminationsgefahr bei der Pyrolyse verringert, da Gase über die Ausnehmungen bzw. Nuten schneller entweichen können.
Die Nuten 12 unterteilen die Panzerplatte 10 in einzelne Segmente 16, wobei die Segmente 16 zusammenhängend sind; die Panzerplatte 10 ist einstückig ausgebildet. Die Segmente 16 sind funktionell definiert. Sie sind durch Nuten 12 begrenzt. Die Nuten 12 verhindern, daß Risse, welche in einem Segment (beispielsweise in dem Segment 18 durch Aufprall eines Geschosses) entstehen, sich auf benachbarte Segmente 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h ausbreiten können.
Die Nuten 12 werden nach der Pyrolyse vor der Keramisierung des Panzerplatten-Vorkörpers eingebracht. Dies erfolgt beispielsweise durch spanabhebende Materialbearbeitung wie Fräsen und/oder durch Laserbearbeitung.
Die Nuten 12 erstrecken sich in einer Dickenrichtung d in der Panzerplatte 10. Die Panzerplatte 10 hat eine Dicke D (Figur 1). Die Tiefe der Nuten 12 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,1-fachen bis 0,6-fachen der Dicke D der Panzerplatte 10. Eine typische Tiefe der Nuten 12 liegt bei ca. 6 mm.
Die Segmente 16, definiert durch das Gitter 14 der Nuten 12, weisen typische Querabmessungen (senkrecht zur Dickenrichtung d) zwischen 30 mm und 50 mm auf. Nach Einbringen der Nuten 12 erfolgt eine Silicierung des Panzerplatten- Vorkörpers; über Infiltration von Silicium umfassenden Materialien wird der Panzerplatten-Vorkörper in eine Siliciumcarbid-Panzerplatte umgewandelt.
Es kann vorgesehen sein, daß zur Herstellung des Panzerplatten-Vorkörpers als Ausgangsbestandteil cellulosehaltiges Pulver verwendet wird. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren (bei welchem aus einem cellulosehaltigen Werkstoff ein poröser Vorkörper hergestellt wird, der poröse Vorkörper mittels Pyrolyse in einen offenporösen Kohlenstoffkörper umgewandelt wird und der offenporöse Kohlenstoffkörper durch Infiltration von Silicium umfassenden Materialien in eine Silicium umfassende Carbid-Keramik, insbesondere Sili- ciumcarbid-Keramik, umgewandelt wird, wobei zur Herstellung des Vorkörpers als Ausgangsbestandteil mindestens cellullosehaltiges Pulver verwendet wird) ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
Nr. 103 29 822.3 vom 30. Juni 2003 des gleichen Anmelders offenbart. In dieser Anmeldung sind auch Bauteile offenbart, welche einen mit Sillicium umfassende Materialien infiltrierten und dadurch im wesentlichen zu Silicium umfassenden Carbid, insbesondere Siliciumcarbid, keramisierten Kohlen- stoffkörper umfassen, wobei der Kohlenstoffkörper eine durch Verwendung von mindestens cellulosehaltigem Pulver und Bindemittel als Ausgangsbestandteile im wesentlichen homogene Porenstruktur aufweist. Auf diese Anmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen.
Die Nuten 12 können vor der Silicierung mit einem Trennmittel wie Bornitrid befüllt werden; Silicium benetzt das Trennmittel nicht. Dadurch verbleiben beim Silicieren Fehlstellen, welche eben als Rißstopper dienen. Erfindungsgemäß sind in die Panzerplatte 10 Rißstopper eingebracht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind diese Rißstopper die Nuten 12, welche gitterförmig eingebracht sind. Wenn ein Geschoß ein Segment, beispielsweise das Segment 18 (zur Veranschaulichung in Figur 1 schraffiert) trifft, dann ver- hindern die das Segment 18 umgebenden Nuten 12 eine Ausbreitung von Rissen in die benachbarten Segmente 20a, b, c, d, e, f, g, h.
Die Panzerplatte 10 läßt sich integral herstellen und die Rißstopper sind integral in der Panzerplatte 10 gebildet. Beispielsweise ist es auch möglich, die Panzerplatte 10 mit entsprechenden Krümmungen herzustellen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind durch die Nuten 12 nichtdurchgehende Ausnehmungen in einen Panzerplatten-Vorkörper eingebracht. Es ist auch möglich, wie anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels 22 (Figur 2) gezeigt, daß vor der Keramisierung in einem Panzerplatten-Vorkörper durchgehende Ausnehmungen 24 in der Form von Perforationen eingebracht sind. Diese Perforationen dienen ebenfalls als Rißstopper, um die Ausbreitung von Rissen von einem Segment 26 auf benachbarte Segmente zu verhindern.
In Figur 3 ist schematisch eine Schnittansicht durch die Panzerplatte gemäß Figur 1 gezeigt. Man erkennt die oberflächlich eingebrachten Nuten 12 als Rißstopper. Eine Oberfläche 30, von welcher die Nuten 12 her eingebracht sind, liegt vorzugsweise einer Außenseite 28 der Panzerplatte 10 gegenüber. Bei einer Anwendung weist die Außenseite 28 vorzugsweise nach außen. Es ist auch möglich, daß eine Panzerplatte, wie in Figur 4 schematisch gezeigt und dort als Ganzes mit 32 bezeichnet, mehrlagig aufgebaut ist, beispielsweise mit einer ersten Lage 34a, einer zweiten Lage 34b und einer dritten Lage 34c. Die Lagen 34a, 34b, 34c sind integral miteinander verbunden, so daß die Panzerplatte 32 einstückig ausgebildet ist. Die Lagen 34a, 34b, 34c werden beispielsweise über getrennte pyrolysierte Vorkörper hergestellt, wobei die entsprechenden Lagen dann über die Silicierung miteinander einstückig verbunden werden.
In den Lagen 34a, 34b, 34c werden vor der Keramisierung (Silicierung) Nuten 36 als Rißstopper eingebracht. Die Einbringung erfolgt grundsätzlich so wie oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Dadurch werden in jeder Lage funktionelle Segmente 38a, 38b, 38c erzeugt. Die Segmente in jeder Lage sind dabei eben durch die Nuten 36 als Rißstopper funktionell gβ- trennt.
Eine typische Tiefe der Nuten 36 liegt bei ca. 3 mm.
Es kann vorgesehen sein, daß sich die Segmente benachbarter Lagen über- decken. Beispielsweise überdecken die Segmente 38b der Lage 34b jeweils die Segmente 38c und 38a der Lagen 34a und 34c.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Panzerplatte, welche in Figur 5 schematisch gezeigt und dort mit 40 bezeichnet ist, sind Nuten 42 und 44 von gegenüberliegenden Oberflächen 46, 48 her eingebracht. Die Nuten 42, 44 sind nichtdurchgehend und bezogen auf eine Richtung quer zur Dickenrichtung d versetzt zueinander. Auch dadurch werden funktioneile Segmente in der Panzerplatte 40 gebildet, wobei die Nuten 42, 44 als Rißstopper die Ausbreitung von Rissen über ein Segment hinaus verhindern, wenn das entsprechende Segment beispielsweise von einem Geschoß getroffen wird.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Panzerplatte, welche in Figur 6 gezeigt und dort als Ganzes mit 50 bezeichnet ist, ist ein mehrlagiger Aufbau mit einer ersten Lage 52a, einer zweiten Lage 52b und einer dritten Lage 52c vorgesehen. Bei den Lagen handelt es sich beispielsweise um Siliciumcar- bid-Lagen, welche über Silicierung integral miteinander verbunden sind. Es kann dabei vorgesehen sein, daß die mittlere Lage 52b Risse 54 aufweist, welche definiert hergestellt wurden. Die. Risse verlaufen zumindest näherungsweise parallel zu einer Dickenrichtung der Panzerplatte 50. Die Risse 54 dienen als Rißstopper. Über sie wird die Panzerplatte 50 in funktionelle Segmente 56 unterteilt, wobei die entsprechenden Segmente durch Risse begrenzt sind. Die Risse 54 verhindern als eine Art von Sollbruchstellen die Ausbreitung von
Rissen 56 über ein Segment hinaus, wenn beispielsweise durch Aufprall eines Geschosses in dem Segment 56 Risse entstehen.
Die Risse können auch in einem Winkel von 15° bis 45° verlaufen oder senkrecht zur Dickenrichtung.
Die Panzerplatte 50 ist mehrlagig mit den Rissen 54 als innenliegende Fehlstellen in situ gefügt, das heißt die Panzerplatte 50 ist einstückig ausgebildet.
Es ist auch möglich, wie in Figur 7 anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Panzerplatte 58 gezeigt, daß Risse 60 als Rißstopper beispielsweise in einem Siliciumcarbid-Keramikvollmaterial 62 gebildet sind, wobei das Vollmaterial 62 zwischen Decklagen 64, 66 aus C/C-SiC liegt. Die Decklagen 64, 66 werden über Decklagen-Vorkörper beispielsweise aus C/C hergestellt, welche für die Silicierung mit dem Vollmaterial-Vorkörper verbunden werden. Durch den Siliciervorgang können dadurch definiert Risse zwischen den Decklagen 64, 66 in dem Siliciumcarbid-Keramikvollrnaterial 62 gebildet sein, und zwar insbesondere bei der Abkühlung.
Eine typische Dicke der Decklagen 64, 66 liegt bei ca. 1 mm.
Erfindungsgemäß werden Panzerplatten bereitgestellt, welche sich auf einfache Weise herstellen lassen. Beispielsweise lassen sich technische Hölzer zur Herstellung einsetzen. Vor oder nach der Pyrolyse und vor der Keramisierung werden im Panzerplatten-Vorkörper Rißstopper hergestellt und dadurch die Panzerplatte in funktioneile Segmente unterteilt. Durch die funktioneilen Segmente läßt sich eine räumliche Begrenzung der Schadenszone beim Impact, beispielsweise durch Auftreffen eines Geschosses, auf die Panzerplatte erreichen.
Die Panzerplatte selber wird mit den Rißstoppern integral hergestellt; es lassen sich dadurch relativ große Platten herstellen und verbauen. Die Platten können auch mit Krümmungen hergestellt werden, um so eine bessere Anpassung an eine Anwendung zu erreichen.
Die Rißstopper lassen sich auf einfache Weise vor der Keramisierung in dem Panzerplatten-Vorkörper herstellen, beispielsweise durch spanabhebende Materialbearbeitung und/oder Laserbearbeitung. Die funktioneilen Segmente lassen sich dadurch mit definierten Abmessungen herstellen. Die entsprechenden Abstände werden beispielsweise so gewählt, daß die sogenannte Drei- Treffer-Bedingung erfüllt wird.
Die erfindungsgemäßen Panzerplatten lassen sich in ein Panzerungssystem integrieren, wie es in der Figur 8 schematisch gezeigt und dort als Ganzes mit 68 bezeichnet ist. Ein solches Panzerungssystem ist in der DE 697 07 560 T2 (EP 0 810 415 Bl) beschrieben. Auf dieses Dokument wird ausdrücklich Bezug genommen. Auf einer Strukturträgerschicht 70 (Backing) sitzt mindestens eine erfindungsgemäße keramische Panzerplatte 72. Die Strukturträgerschicht 70 kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein oder aus Verbundwerkstoffen wie Kohle-Kevlar.
Die (mindestens eine) Panzerplatte 72 ist beispielsweise über eine Klebstoff- Schicht 74 mit der Strukturträgerschicht 70 verklebt.
Es kann auch noch eine Zertrümmerungsschicht 76 vorgesehen sein, auf welcher die Strukturträgerschicht 70 angeordnet ist. Die Zertrümmerungsschicht 76 dient dazu, die Zertrümmerung der Strukturträgerschicht 70 zu minimieren.
Die Panzerplatte 72 kann durch mehrere Abdeckschichten 78, 80, 82 abgedeckt sein. Nach oben ist das Panzerungssystem 68 durch ein Stahlplatte 84 begrenzt. Bezüglich des Aufbaus wird auf die EP 0 810 415 Bl verwiesen. Es läßt sich der gleiche Aufbau wie dort beschrieben verwenden, wobei anstatt einer Mehrzahl von Fliesen die mindestens eine erfindungsgemäße Panzerplatte eingesetzt wird.

Claims

PATE NTA SPRUCHE
1. Keramische Panzerplatte, welche einstückig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von zusammenhängenden Segmenten (16) umfaßt, welche durch Rißstopper (12; 24; 60) funktionell getrennt sind, wobei die Rißstopper (12; 24; 60) der Verhinderung der Ausbreitung von Rissen von einem Segment (16) auf ein benachbartes Segment dienen.
2. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rißstopper (12; 24; 42; 44; 54; 60) in die Panzerplatte integriert sind.
3. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rißstopper (12; 24; 60) in dem Vollmaterial der Panzerplatte gebildet sind.
4. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rißstopper (12; 24; 60) bei der Herstellung der Panzerplatte hergestellt sind.
5. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rißstopper durch Ausnehmungen (12; 24) und/oder über Ausnehmungen (12; 24) gebildet sind.
6. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (12; 24) in der Dickenrichtung (d) der Panzerplatte hergestellt sind.
7. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen in einem Winkel zwischen 15° und 45° bezogen auf eine Dickenrichtung (d) der Panzerplatte hergestellt sind.
8. Keramische Panzerplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nichtdurchgehende Ausnehmungen (12) vorgesehen sind.
9. Keramische Panzerplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Rißstopper durch Nuten (12) und/oder über Nuten (12) gebildet sind.
10. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Nuten (12) im Bereich zwischen 0,05 bis 0,9 der Dicke (D) der Panzerplatte liegt.
11. Keramische Panzerplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durchgehende Ausnehmungen (24) vorgesehen sind.
12. Keramische Panzerplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Rißstopper durch Perforationen (24) und/oder über Perforationen (24) gebildet sind.
13. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rißstopper über Risse (60) gebildet sind.
14. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die als Rißstopper dienenden Risse (60) zwischen einer Oberseite und einer Unterseite der Panzerplatte verlaufen.
15. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Risse (60) zumindest näherungsweise in der Dickenrichtung (d) der Panzerplatte verlaufen.
16. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß Decklagen (64; 66) vorgesehen sind, zwischen welchen die Risse (60) verlaufen.
17. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagen (64; 66) aus C/C-SiC hergestellt sind.
18. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagen aus einem Material hergestellt sind, welches einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material zwischen den Decklagen aufweist.
19. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Rißstopper Fehlstellen vorgesehen sind.
20. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Rißstoppern (12; 24; 60) im Bereich zwischen 5 mm und 100 mm liegt.
21. Keramische Panzerplatte, gekennzeichnet durch einen mehrlagigen Aufbau.
22. Keramische Panzerplatte, gekennzeichnet durch eine Herstellung aus einem Carbid-Keramikmaterial.
23. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Herstellung aus einer Siliciumcarbid-Keramik.
24. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rißstopper (12; 24; 42; 44) vor der Keramisierung eingebracht sind.
25. Keramische Panzerplatte, gekennzeichnet durch eine Herstellung mittels eines kohlenstoffhaltigen Vorkörpers.
26. Keramische Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Werkstoff der Panzerplatte mittels eines biomorphen Materials hergestellt ist.
27. Keramische Panzerplatte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das biomorphe Material Cellulose enthält.
28. Panzerungssystem, umfassend mindestens eine Panzerplatte gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
29. Panzerungssystem nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch einen mehrlagigen Aufbau.
30. Panzerungssystem nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Panzerplatte (72) auf einem Backing (70) angeordnet ist.
31. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Panzerplatte, bei dem in einem Panzerplatten-Vorkörper Rißstopper erzeugt werden und die Panzerplatte über die Rißstopper in zusammenhängende funktionelle Segmente unterteilt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Rißstopper vor der Keramisierung des Panzerplatten-Werkstoffs hergestellt werden.
33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß Rißstopper durch Herstellung von Ausnehmungen erzeugt werden.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen durch mechanische Materialbearbeitung hergestellt werden.
35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen durch Strahlbearbeitung hergestellt werden.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen mit Trennmittel gefüllt werden.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß Risse als Rißstopper erzeugt werden.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß Risse über die Verbindung mit Decklagen erzeugt werden.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Decklagen aus C/C hergestellt werden.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Panzerplatten-Vorkörper ein kohlenstoffhaltiger Vorkörper ist.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrlagiger Aufbau vorgesehen wird, wobei die Lagen beim Ke- ramisieren zur Bildung einer einstückigen Panzerplatte verbunden werden.
* * *
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