一种复合结构防弹防暴板的制作方法_2

文档序号:10180738阅读:来源:国知局
低装甲板材的背凸,提高其防弹防暴性能,并且提高了生产效率。
[0030]步骤3)中,陶瓷复合片层的制备方法为:采用高强度特种陶瓷纤维与相应特种陶瓷基体复合后高温烧结制备陶瓷复合片层。
[0031]优选的,步骤4)中,将制得的陶瓷复合片组合层的相邻陶瓷复合片层之间涂覆胶黏剂,将陶瓷复合片组合层形成整体机构。
[0032]优选的,步骤4)中,将陶瓷复合片组合层于有机纤维防弹防暴层之间涂覆胶黏剂。通过胶接方式贴敷于有机纤维防弹防暴层表面,有效增强两者之间的结合强度。
[0033]优选的,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。
[0034]优选的,步骤5)中,所述短切碳纤维填料占热固性树脂含量的5-25%。
[0035]优选的,步骤5)中,碳纤维二维织物的叠层形式为平纹、斜纹、缎纹等一种或多种。
[0036]上述复合结构防弹防暴板在制备装甲板中的应用。
[0037]首先根据装甲车辆外部形状设计钢质背板的基础曲面外型或平板外型;之后在特种钢质金属背板的表面通过新型快速热冲压技术制备具有一定预紧力的有机纤维复合材料防弹防暴层;再之后在有机纤维复合材料层外表面通过微孔缝编技术组合陶瓷复合材料片层;最后在陶瓷复合材料片层表面采用真空导入技术制备表面碳纤维复合材料刚性层,最终形成具有“碳纤刚性层/陶瓷复合片层/有机纤维复合层/金属防背凸层”的四层组合式防弹防暴板结构,作为军用或警用轻质防弹防暴装甲车的基本防护板材。
[0038]本实用新型基于多材质组合结构思路,在传统特种钢质板材的基础上引入了特种纤维复合材料材质和陶瓷复合材料片材,将三者进行合理匹配组合,同时在板材表面制备了多层碳纤维复合材料包覆结构,这种由表及里的“碳纤维复合材料—陶瓷复合片层—有机纤维复合防弹层—特种钢质刚性层”的组合式结构,发挥了传统陶瓷、有机无机纤维复合材料和金属材质的固有特性,同时通过碳纤维复合材料的组合极大的提高了防弹防暴装甲板的刚度和耐候性。这种组合式装甲板的出现为军用或警用装甲车辆的防护性能提升具有重要意义。
[0039]本实用新型的有益效果是:
[0040](1)采用多材质组合形成整体复合结构的防弹防暴装甲板,其中,表面碳纤维刚性层可有效保证防弹胸插板在复杂高低温环境下的刚度和整体强度,维持其防弹防暴特性稳定;此外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;主体有机纤维防弹防暴层可保证弹丸的侵彻防护特性,同时极大减轻了整体插板的重量,保证单兵作战的灵活性,同时又可避免弹丸二次反弹的问题。
[0041](2)金属背板与有机纤维防弹防暴层之间采用毛刺铆接与复合胶黏剂粘结的结合方式、陶瓷复合材料组合层与有机纤维防弹防暴层之间通过陶瓷复合材料片层表面的预留微孔,采用增强纤维纵向穿刺铆接结构,形成陶瓷复合材料片层与主体防弹纤维层的整体结合,实现界面刚度与韧性有效结合。
[0042](3)陶瓷复合材料片组合层中的单片采用纤维增强陶瓷式复合结构,摒弃了传统粉体烧结工艺制备的陶瓷防弹片的碎裂问题,通过纤维织物增强,保证了单片陶瓷的强度、刚度和韧性,同时可根据外型结构进行灵活设计。陶瓷复合材料层的组合采用微孔缝编结构,这将有效避免了传统陶瓷片接缝处防弹防暴特性薄弱的问题。
【附图说明】
[0043]图1是本实用新型的结构示意图。
[0044]其中,1、碳纤维表面刚性层,2、陶瓷复合材料组合层,3、有机纤维防弹防暴层,4、铆接结构,5、毛刺,6、金属背板。
【具体实施方式】
[0045]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0046]如图1所示,一种复合结构防弹防暴板,包括依次叠加结合的碳纤维表面刚性层1、陶瓷复合材料组合层2、有机纤维防弹防暴层3和金属背板4。
[0047]实施例1
[0048]所述金属背板6采用锰钢制备防背凸层,钢材的厚度为5_,特种钢材外型为平板。金属板材的表面进行粗糙化处理,同时在特种金属表面加工适度的毛刺结构以备与预紧有机纤维防弹防暴材料的界面机械啮合处理。
[0049]以上述特种钢板材(即金属背板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(即有机纤维防弹防暴层3)叠层后置于压机平台中部,有机纤维防弹防暴层3的底部镂空处理,之后升温至90°C,之后采用25MPa的压力将上述金属背板6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,需要将金属背板6的表面涂覆特种胶黏剂。
[0050]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硅纤维;选用碳化硅作为陶瓷基体材质。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T700碳纤维缝编,缝编后采用胶接方式将陶瓷小片形成整体,通过缝编方式将陶瓷复合片层贴敷于有机纤维防弹防暴层3的表面。
[0051]采用T700碳纤维制备碳纤维表面刚性层1,首先在陶瓷复合材料组合层2表面铺缝厚度为2mm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80°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A级的装甲车辆。
[0052]实施例2
[0053]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,特种钢材外型为弧面板,曲率半径为400mm。金属背板6的表面进行粗糙化处理,同时在特种金属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。
[0054]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(即有机纤维防弹防暴层3)叠层后置于压机平台中部,(即有机纤维防弹防暴层3)的底部镂空处理,之后升温至90°C,之后采用20MPa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(有机纤维防弹防暴层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,以使粘结牢固。
[0055]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氮化硼纤维;选用氮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,在多层陶瓷复合片层表面预留微孔,将多层陶瓷复合片层之间采用T300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。
[0056]采用T300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
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