维防弹防暴层3)表面，以至达到钢板表面的毛刺结构完全预埋入UD叠层材料(有机纤维防弹防暴层3)内部形成勾嵌整体。在热冲压工艺之前，需要将特种钢板表面涂覆特种胶黏剂。
[0060]陶瓷复合材料组合层2由多层陶瓷复合片层叠加而成，陶瓷复合片层采用陶瓷纤维织物增强陶瓷基体制备，所用的陶瓷纤维织物中的增强纤维选用氧化铝纤维；选用氧化铝作为陶瓷基体材质。在上述金属防背凸层与特种纤维复合防弹防暴层的结合基础上，在陶瓷复合片层表面预留微孔，将陶瓷复合片层之间采用T800碳纤维缝编，缝编后采用胶接方式将陶瓷小片形成整体，通过胶接方式贴敷于纤维复合材料防弹层表面。
[0061]采用T800碳纤维制备碳纤维表面刚性层1，首先在陶瓷复合片层表面铺缝厚度为3_的碳纤维二维织物，之后采用添加了短切碳纤维填料的热固性树脂进行真空导入工艺，真空度-0.8MPa，真空导入后在75°C进行固化，固化时间2.5h。在陶瓷复合片层表面加工热固性树脂基长(短)丝兼备的碳纤维复合材料刚性层，形成具有“碳纤刚性层/陶瓷复合片层/有机纤维复合层/金属防背凸层”四层组合式防弹防暴装甲结构，可有效配备防暴B级的装甲车辆。
[0062]实施例4
[0063]金属背板6采用520HB硬度装甲钢制备防背凸层，钢材的厚度为6mm，特种钢材外型为平板。金属背板6的表面进行粗糙化处理，同时在金属背板6表面加工适度的毛刺结构以备与预紧有机纤维防弹防暴层3的界面机械啮合处理。
[0064]以上述520HB硬度装甲钢板材制备的金属背板6为基底，将其安装的压机压头表面，将有机纤维复合材料UD (有机纤维防弹防暴层3)叠层后置于压机平台中部，UD叠层材料(有机纤维防弹防暴层3)的底部镂空处理，之后升温至75°C，之后采用25MPa的压力将上述钢板材基底在预热的状态下加压至悬空UD叠层材料表面，以至达到钢板表面的毛刺结构完全预埋入UD叠层材料内部形成勾嵌整体。在热冲压工艺之前，需要将特种钢板表面涂覆特种胶黏剂。
[0065]陶瓷复合材料组合层2由多层陶瓷复合片层叠加而成，陶瓷复合片层采用陶瓷纤维织物增强陶瓷基体制备，所用的陶瓷纤维织物中的增强纤维选用碳化硼纤维；选用碳化硼作为陶瓷基体材质。在上述金属防背凸层与特种纤维复合防弹防暴层的结合基础上，在纤维复合防弹防暴层表面预留微孔，将陶瓷复合片层之间采用T800碳纤维缝编，缝编后采用胶接方式将陶瓷小片形成整体，通过胶接方式贴敷于有机纤维防弹防暴层3表面。
[0066]采用T800碳纤维制备碳纤维表面刚性层1，首先在陶瓷复合片层表面铺缝厚度为5_的碳纤维二维织物，之后采用添加了短切碳纤维填料的热固性树脂进行真空导入工艺，真空度-0.8MPa，真空导入后在72°C进行固化，固化时间3h。在陶瓷复合片层表面加工热固性树脂基长(短)丝兼备的碳纤维复合材料刚性层，形成具有“碳纤刚性层/陶瓷复合片层/有机纤维复合层/金属防背凸层”四层组合式防弹防暴装甲结构，可有效配备防暴C级的装甲车辆。
[0067]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种复合结构防弹防暴板，其特征在于:包括依次叠加结合的碳纤维表面刚性层、陶瓷复合片组合层、有机纤维防弹防暴层和金属背板，其中，碳纤维表面刚性层包括改性热固性树脂基体和碳纤维织物增强体，改性热固性树脂中填充有短切碳纤维填料；陶瓷复合片组合层包括若干层陶瓷复合片层，有机纤维防弹防暴层由有机纤维UD材料制备而成。2.根据权利要求1所述的防弹防暴板，其特征在于:所述金属背板的厚度为2-20mm，并且在金属背板与有机纤维防弹防暴层接触的表面上加工用于与有机纤维防弹防暴层进行机械啮合的毛刺结构。3.根据权利要求1所述的防弹防暴板，其特征在于:金属背板的表面粗糙化处理，金属背板与有机纤维防弹防暴层之间涂有用于将金属背板与有机纤维防弹防暴层结合的粘合剂层。4.根据权利要求2所述的防弹防暴板，其特征在于:每层陶瓷复合片层均包括陶瓷纤维织物增强纤维和陶瓷基体；所述陶瓷纤维织物中的增强纤维为碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硼纤维或碳化硼纤维中的一种或多种，所述陶瓷基体的材质为碳化硅、氧化铝、氮化硼或碳化硼。5.根据权利要求1所述的防弹防暴板，其特征在于:每层陶瓷复合片层上均预留微孔，相邻陶瓷复合片层之间通过预留的微孔缝编在一起，用于缝编的纤维为碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维或芳纶纤维中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的防弹防暴板，其特征在于:复合片组合层与有机纤维防弹防暴层上之间设置有用于将两者结合的铆接结构。7.权利要求1所述的复合结构防弹防暴板的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)金属背板的预处理 将金属板材的一个表面进行粗糙化处理，并且在金属板材粗糙化处理的表面加工毛刺结构，将处理后的金属板材加工到设定形状，制得金属背板； 2)在步骤1)中制得的金属背板的加工毛刺结构的表面涂覆胶黏剂，将有机纤维防弹防暴层以热冲压的方式固定在金属背板上，有机纤维防弹防暴层上预留用于和金属背板的毛刺结构进行机械啮合的微孔； 3)陶瓷复合片组合层的制备 制备陶瓷复合片层，在每层陶瓷复合片层上预留用于缝编的微孔； 4)将多层陶瓷复合片层进行缝编，得到陶瓷复合片组合层；通过陶瓷复合片组合层和有机纤维防弹防暴层上的预留微孔，将增加纤维进行纵向穿刺铆接； 5)碳纤维表面刚性层的制备 首先在陶瓷复合片组合层表面铺设设定厚度的碳纤维二维织物，然后将添加了短切碳纤维填料的改性热固性树脂真空导入碳纤维二维织物，固化，即得。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:步骤2)中，热冲压处理的具体步骤为，首先将金属背板和有机纤维防弹防暴层同时预热，预热的时间为5-20min，预热温度为70-90°C ;预热完成后，将金属背板冲压至有机纤维防弹防暴层的表面，热冲压压强为5-25MPa，热冲压时间为5_20min ;冲压完成后，将工件在5_10min内冷却到70°C以下。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:步骤5)中，真空导入的真空度为-0.8?-0.2MPa，固化的温度为40_80°C，固化的时间为2_5h ;所述短切碳纤维填料占热固性树脂含量的5-25%。10.权利要求2-7任一所述的复合结构防弹防暴板在制备装甲板中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种复合结构防弹防暴板及其制备方法，包括依次叠加结合的碳纤维表面刚性层、陶瓷复合片组合层、有机纤维防弹防暴层和金属背板，其中，碳纤维表面刚性层包括改性热固性树脂基体和碳纤维织物增强体，改性热固性树脂中填充有短切碳纤维填料；陶瓷复合片组合层包括若干层陶瓷复合片层，有机纤维防弹防暴层由有机纤维UD材料制备而成，金属背板与有机纤维防弹防暴层的接触面加工用于与有机纤维防弹防暴层进行机械啮合的毛刺结构。背弹面特种金属防背凸层可有效降低弹丸侵彻后的背凸高度；中间的陶瓷复合材料组合层可有效抵抗弹丸的侵彻并保证弹丸头部的最大程度变形。
【IPC分类】B32B7/12, B32B18/00, B32B9/04, B32B7/08, B32B37/12, B32B9/00, B32B27/36, F41H5/04, B32B15/14, B32B27/40, B32B3/24, B32B37/06, B32B27/32, B32B37/10, B32B15/18, B32B27/20
【公开号】CN105333772
【申请号】CN201510786728
【发明人】朱波, 曹伟伟, 蔡珣, 乔琨, 王永伟, 高学平, 赵圣尧
【申请人】山东大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月16日