轻质装甲及其制造方法

文档序号:65218阅读:593来源:国知局

专利名称::轻质装甲及其制造方法轻质装甲及其制造方法相关申请的交叉引用本专利申请要求申请日为2006年9月29日的第60/848,498号美国临时申请的优先权,该临时申请的全部内容作为本申请的部分内容,通过引用结合在本文中。发明领域本发明大体上涉及装甲,特别是,涉及作为装甲使用的摩擦材料。技术背景弹道装甲以各种形式应用于许多领域,包括结构和非结构应用领域,以保护各种元件,防止其受各种弹道射弹的撞击而损坏。这些应用领域包括建筑物和其他结构,各种军用和非军用交通工具、个人或其他应用。例如,历史上,军用和非军用的结构及交通工具是通过重质金属装甲,例如由铁或高合金钢制成的重质金属装甲,进行保护。随着穿甲射弹越来越有效和完善的发展,这些传统材料制成的装甲必须更抗穿透。这通常是通过将装甲加工得更厚更抗冲击和穿透来实现的,也就具有将装甲加工得更厚的缺点。现有装甲类型的各种例子可在各种军用标准中找到,例如以冷轧铁和钢、锻造和其他各种类型的不同厚度的装甲。相应更为完善的穿甲弹道射弹的发展以及对可用于需要减小重量的各种应用领域例如各种类型飞行器的装甲的需求,各种更坚固更轻的装甲材料得到发展和应用。例如,Ti-6A1-4V(从名称上看重量百分比为6的铝,重量百分比为4的钒,余量的钛)结合了良好的抗穿透性和较铁基装甲更低的密度,因此,已广泛用作装甲材料。该合金,相对轻便,通过将能量分布于其质量上来吸收射弹的能量,从而减弱射弹尖峰,防止穿透。例如,美国军用标准MIL-DTL-46077FNOT1规定了钛合金装甲的军用要求。己建议对钛基装甲的合成物及冶金学性能和形态进行各种改良和修正。近期,传统装甲和轻质装甲,包括钛基装甲,可被先进的穿甲弹穿透,4该穿甲弹被设计为将能量集中在非常小的区域因此其可软化装甲材料。相应地,开发出高温陶瓷基装甲。陶瓷用于制造装甲是因为其典型地具有高熔点和良好的高温强度和韧度,而且也是相对轻质但非常坚固的材料。例如,美国军用标准MIL-DTL-46077FNOT1规定了对于氧化铝板装甲的要求。然而,陶瓷装甲的局限性之一是其通过裂化消耗了一部分射弹的能量。因此,陶瓷装甲缺乏重复打击能力,也就是,如果多次击中同一位置,那么陶瓷装甲无法抗穿透,如果被多个弹头击中,陶瓷装甲会碎裂。已经做了很多尝试来解决这一问题,其中之一是采用金属-陶瓷层状或合成装甲,具有一金属层或基质,例如围绕陶瓷基内核的Ti-6Al-4V层。但是,虽然这些材料能够具有一些改良性属性和特性,陶瓷部分最终会在多个射弹的冲击下裂开,从而大大减弱或消除装甲的效力。而且,陶瓷和金属-陶瓷装甲的成本通常明显高于那些其他类型的装甲。已知的另一类代表性的装甲是反应装甲。在此,该装甲包括烧蚀或爆炸材料,该烧蚀或爆炸材料是在被弹道射弹击中时通过烧蚀甚至爆炸起作用的,典型地改变射弹的飞行及其冲击区域,从而为与其有关的项目提供保护。在爆炸反应装甲中,反应装甲在爆炸的向外的力抵消了射弹的进入力,从而达到装甲抗穿透的效果。反应装甲设计还可包括活动件,例如,该活动件可吸收射弹能量、减弱射弹效力、改变射弹弹道和/或毁坏射弹。然而,反应装甲,与陶瓷装甲类似,有些不足无法提供为同一位置中的多次撞击提供良好的保护性能。一旦反应装甲被激活,击中装甲同一位置的第二个弹头更有可能穿透该装甲或以其他方式损害要保护的项目。也曾建议将各种聚合物和聚合物复合材料用作弹道装甲,例如美国专利第7,037,865号所记述的复合材料,该材料采用例如树脂为基质材料,其充满各种密集的填充小颗粒,如空心微球体,也可包括纤维,来部分替换这些颗粒或者基质,或者,基质/颗粒复合物的侧面材料。多种类型的织物,包括机织物和无纺布,以及那些以各种组合层叠的或填充各种树脂和其他材料或这两种形式结合的织物,均用作个人保护应用领域中的弹道装甲、或者防弹衣,包括各种形式的衣服和头部保护物品。这些防弹装置由聚合体纤维例如各种芳香尼龙、超高分子量聚乙烯、聚苯并噁唑及其他纤维制成。这种"软质装甲"衣服以及其他物品设计有空间供"硬质装甲"板插入其屮,从向增强其对弹道射弹的阻力和防护性能。由于软质装甲常用于个人保护,因此装甲的重量显得非常重要,而且希望在将重量最小化的同时最大化弹道阻力和防护性能。因硬质装甲插入件是构成这种软质装甲重量的重要部分,故非常需要确定作为该插入件使用的硬质装甲,与传统类型的装甲相比,其具有较小的密度因此具有较小重量,却能够提供相同或提高的弹道阻力和防护性能。NIJ标准0101.4下,美国司法研究院根据防弹衣针对各种小口径射弹的抗穿透能力将防弹衣分为四小类(I-FV)。针对"软质"防弹衣和"硬质"防弹衣插入件,已制定了各种美国军用标准,来详细说明对这些材料的操作和性能要求。尽管已经有上述许多形式的装甲,仍需要用于各种装甲应用领域的新的轻质装甲材料,特别是那些具有多重弹能力(抗多次撞击)、与现有各种装甲相比具有相同或增强的弹道射弹阻力和防护性能,但密度以及最终重量较小的装甲材料。
发明内容一方面,本发明包括装甲制品,包括可操作地防止弹道射弹穿透的摩擦材料。该摩擦材料提供抗重复打击能力,并可操作地防止多个弹道射弹在装甲表面上的单点撞击穿透装甲。另一方面,本发明的装甲还可包括一个衬背和/或外层。所述衬背可由摩擦材料制成,所述摩擦材料形成多层堆叠或层压结构,或者可由非摩擦材料例如金属制成。本发明的又一方面,本发明的装甲通过连接装置连接于所述衬背上。该连接装置可包括连接机构,例如各种类型的接合件,或者连接材料,例如各种树脂材料、胶、粘合剂及类似材料。本发明的又一方面,所述摩擦材料包含树脂粘合剂、纤维状支撑结构、摩擦改性系统和填充剂材料磨损系统的复合物。本发明的又一方面,所述树脂粘合剂包含高度交联聚合物。该高度交联聚合物可包括热固性聚合物、热塑性聚合物、共聚物或它们的其他化学和物理组合。本发明的又一方面,所述树脂粘合剂包含选自由酚、环氧、浓縮多核芳香烃、氰酸酯、三聚氰胺、三聚氰胺-甲醛、尿素-甲醛、间苯二酚-甲醛、聚氨酯、醇酸树脂、硅树脂、聚酯、丙烯酸、呋喃和聚酰亚胺树脂构成的组中的至少一种树脂。本发明的又一方面,所述纤维状支撑结构包含从由金属、玻璃、矿石、碳、聚合物和陶瓷纤维构成的组中选取的至少一种纤维。本发明的又一方面,所述摩擦改性系统包含从由石墨、金属硫化物、腰果壳(cashewshells)、橡胶、金属、金属氧化物、金属碳化物和金属硅酸盐构成的组中选取的至少一种摩擦改性剂。本发明的又一方面,所述磨损系统包含从由硫酸钡、碳酸钙、硅酸镁、碳酸镁、云母、碱金属钛酸盐、蛭石、三氧化钼、腰果粉(cashewdust)、橡胶粉和粘土构成的组中选取的至少一种填充剂。本发明的又一方面,本发明的装甲由包括下列步骤的方法制成混合形成预聚物混合物,成形所述预聚物混合物以形成装甲制品;以及聚合所述预聚物混合物以聚合所述装甲制品。本发明的又一方面,所述方法可在成形所述预聚物混合物以形成装甲制品之前,进一步包括引入衬背或需装甲的物品的步骤,以便所述装甲成形在所述需装甲的物品上。本发明的又一方面,所述方法可进一步包括将所述聚合的装甲制品连接于需装甲的物品上以形成装甲物的步骤。所述连接采用连接装置来实现,例如机械接合件,或连接材料来实现,例如热固树脂、胶、粘合剂或类似材料。本发明的又一方面,所述方法可在所述成形所述预聚物混合物以形成装甲制品的步骤之前,在混合形成预聚物混合物步骤之后,进一步包括形成装甲预成品的步骤。为更进一步地理解本发明的这些和其他特征和优点,以下结合较佳实施例和附图对本发明进行详细描述。图1是本发明的装甲制品的局部剖视图;-图2是装甲制品及受保护物的局部剖视图;图3是一装甲物的局部剖视图;图4A-D是本发明的多个装甲物的各种示例性设置和结构的局部剖视图;图5是本发明的一装甲物的示意图;图6A-D是采用各种连接结构连接装甲制品形成的多个装甲物的示意图;图7是包括多层装甲制品的装甲物的剖视图;图8是按制造装甲成品的方法制造的装甲制成品的示意图;图9是具有各种相结合的装甲制品的建筑物的示意图;图IO是具有各种相结合的装甲制品的几类交通工具的示意图;以及图11是装甲和装甲物制造方法的流程图。具体实施方式参照图1,本发明包括装甲20的相对轻质的制品10,其具有抗穿透力从而防止各种形式弹道射弹30冲击带来的相关的破坏或其他破坏,图中采用箭头象征性表示说明,其可以是火枪、枪、掷弹筒或其他装置对准制品10的表面40射出的射弹冲击。装甲20包括摩擦材料50,该摩擦材料50包括常常用于各种制动、离合以及类似应用中的各种摩擦材料,例如制动衬面和离合器衬面,这些应用需要坚固、轻质、高温、环境稳定和耐用的材料,其典型地适于与其它特性一起提供可控的滑动摩擦和磨耗特性。当用于制动和离合应用中的摩擦材料用于装甲20时,其与这些材料在几个重要方面有区别。首先,装甲20通常具有一厚度(t),该厚度大于制动和离合中应用的摩擦材料的厚度,某些重型卡车、机车和其他大型车辆应用中所采用的摩擦材料除外。其次,装甲20将典型地用于具有受到射弹撞击的表面区域(A)的结构中,所述表面区域大于典型制动垫片、滚筒衬里或离合器摩擦垫片的表面积,除了那些可能用于大型车辆例如上述那些车辆中的垫片或衬里。第三,形状构造,例如与装甲20的外围(P)关联的形状因素,一般会与那些与制动和离合应用有关的形状构造不同。例如,制动和离合应用典型地采用圆柱、半圆柱或弓形结构,然而装甲20—般会采用具有线性边缘的结构,可以很容易地与相邻配合线性边缘对准,采用曲线边缘之处,装甲20的相邻部分适于具有配合曲面,该曲面适于与装甲20的邻接部分配合以便在这些部分接触连接或者彼此最为接近之处形成他们之间的接合,从而沿该接合处长度提供抗穿透力。第四,盘式制动器垫片、鼓式制动器衬里或者离合器盘片的边缘典型地与摩擦面正交,然而装甲20的边缘(E)—般适于与装甲20的其他部分配合(以便能够实现装甲大面积覆盖),例如通过结合各种锥形、搭接点、舌槽(tongueandgroove)、适于收纳一中间件(也就是,片榫型接头)的槽或者其他能够沿一接合处与装甲20的邻接部分交叠的结构,以便能够沿该接合处提供连续的装甲防护。第五,盘式刹车垫片、鼓式制动器衬里或离合器盘片的磨擦面是平坦的平面,而装甲20的暴露面(也就是暴露于射弹潜在撞击下的表面)可具有任何适合的形状,包括平坦的平面以及适于符合需保护制品表面要求的表面,例如各种曲面、台阶面、波纹曲面等等,具有规则或不规则浮雕图案或者其他特征,以使装甲20的表面不是一个平坦的平面。第六,装甲20可具有盲孔或其他特征,该盲孔或其他特征结合在面向需保护制品且远离可受到射弹撞击的表面上,其适于接收紧固件,例如螺钉、螺栓、凸轮式紧固件等等用于连接装甲20和需保护制品,而该制品不穿过装甲20至暴露面。第七,由摩擦材料50制成的装甲20的制品10与同样采用摩擦材料的制动或离合元件也有区别,该区别在于其为可操作地抵抗或防止一个弹道射弹30或多个相同或类似的弹道射弹30,或者更有可能是一族不同形状、尺寸、重量和材料的弹道射弹的穿射(所述一族射弹一般会具有摩擦材料表面上随机或可变的撞击角度),而不是作为现有各种制动、离合或其他摩擦控制制品的特性,可操作地单独使用或与已知尺寸、形状、重量和表面加工的预定摩擦对偶面重复配合或分离。最后,制动、离合或类似摩檫控制制品和应用中的摩擦对偶面,由于其并不是设计来穿透摩擦材料的厚度而是设计用于与摩擦材料摩擦配合,即使是设计来穿入表面,也不会像弹道射弹一样到达对偶面,因此不够成本发明的射弹30。这些特征,无论是单独而言还是结合而言,均用于区别弹道20与摩擦材料50的其他应用,包括盘式制动器垫片、鼓式制动器衬里或者离合器盘片。参照图2,装甲20可包括并在独立操作基础上作为一非整体的、无需支撑物或间隔保护隔板使用,其与被保护物60间隔一段距离放置,但是并非可移动地或永久地连接或固定至被保护物60。一个实例,可包括装甲20作为栅栏、屏风、围栏或其他隔板使用来保护建筑物、车辆、人员或其他被保护项目,防止其遭受弹道射弹或其他武器的袭击。在该实例中,装甲20可具有固定或可变位置,但并不连接或者连接至被保护物60。另一实例中,(图未示)装甲20可以防护物的形式应用,其位置或离被保护物60的距离是不固定的,而通常可变的,装甲20并非可移动地或者永久地固定于被保护物60,而是可能仅暂时被紧扣或固定或设置于需要保护的位置。参考图3,装甲20可连接、固定、连接或采用其他方式可移动地或者永久性地连接至要装甲或保护的物品60',从而形成一装甲物70。根据要装甲或保护的物品60'的性质,基于是否将装甲20确定为关于射弹30防御的第一道防线或最后防线,可将装甲20设置于物品60'暴露于入射射弹30威胁中的侧边或者远离该入射射弹30威胁的相对侧90。这可包括具有装甲20的覆盖侧80并用作需装甲的物品60,的衬背(图4A),或者具有装甲20的覆盖侧90并用作需装甲的物品60'的外层(图4B),或者一个或多个插入需装甲的物品60,的中间层100,用作外层和衬背,可提供对任一方向(图4C)入射的射弹30的防护,或者将装甲20设于两侧80、90来提供对任一方向(图4D)入射的射弹30的防护,或者以上所述方式在整体上或部分上的任意结合。装甲20可完全覆盖或支撑或包围或注入或通过其他方式与整个装甲物70结合成整体,或者可覆盖或连接于或注入或通过其他方式仅与装甲物70的一部分72或者可选地多个部分72以任何结合方式结合在一起(如图3所示)。简而言之,任何表面,包括物品70的任何外部、内部和中间面,均可通过适当结合装甲20,整体地或部分地以任何结合方式被装甲。制品10可为任何适于用作或者以其他方式可操作地作为有关弹道射弹30撞击的装甲20的元件。弹道射弹30可为任何类型的射弹或其他武器或装置,包括枪或掷弹筒发射的各种口径或尺寸的射弹,以及直接或间接来自炸弹、弹药或其他爆炸装置爆炸产生的各种射弹。制品IO可包括各种元件,包括结构或机构的整体元件并承担其结构功能,或者非结构或其他机构的元件且对功能没有贡献的元件,这些元件单独用作装甲20以提供弹道射弹30防护。例如,制品IO可包括装甲的结构面板,例如在提供结构上的支撑或设计功能的同时能提供弹道防护的墙壁或天花板面板,或者只作为面板,单独提供弹道防护且没有其他结构或设计目的或功能。作为非限制性实例,制品io可包括用于其各种结构或部件中的各种形式、形状或尺寸的结构型面板,包括各种类型建筑物(见图9)的墙壁205、屋顶210、天花板215、门220、框架225、百叶窗230、窗户235、管道240以及其他部分,以及桥梁、隧道、栅栏、哨所、标记、装饰件等的各种部件或其他元件(图未示)。作为另一非限制性实例,制品IO还可包括各种用作车辆、船舶、飞行器或武器的装甲或装甲件的制品的装甲20,包括汽车、卡车、公共汽车、重型装备以及其他陆路交通工具及设备,小船、舰、潜艇、游船、气垫船或其他水上用品,飞机、10直升机、滑翔机、遥控飞船(ROVS)、火箭推进式导弹运载火箭、坦克、固定或活动炮、火箭筒、炮架、炮台或其他形式的军用装备或武器。制品10还可包括个人防护品形式的装甲20,或者个人防护品的插件或附件,包括各种形式的防弹或避弹衣或装饰,例如背心、衬衫、外套、裤子、护胫、护臂、护肘、护膝、鞋袜,例如袜类、鞋类、靴等等,头饰、面罩或其他衣物或装饰,以及手持或远程设置的栅栏或路障。这些仅是本发明范围内可能的装甲20的各种制品IO应用中的一些示范性实例。装甲20的制品IO—般会应用于或者作为以上所列项目的一部分来为其提供防护,常常并不构成这些项目的整体,但也可根据装甲的特定应用和要求来构成这些项目的整体。通过下文将要说明的制造方法将会理解,事实上,装甲20可加工为任何尺寸和形状,或者适于任何所需尺寸和形状,无论是作为单片还是通过采用或结合几片来形成所需形状。当采用多片时,可个别用于另一物品60,来形成装甲20和装甲物70,或者可以先相互结合形成装甲20,再用于保护物品60,或者与物品60,一同形成装甲物70,如本文所述。由于可通过各种成形方式加工装甲20,事实上,可形成平坦、弯曲、不规则或其他表面轮廓或厚度分布的任意结合。同样地,实质上,任何尺寸和厚度都是可能的。这一点可通过模具和成形设备适当縮放比例来实现。根据装甲20的所需形状、尺寸和应用环境的不同,制品10实质上可采用任何形式。这些形式可包括盘、片、盖、覆盖物、衬垫、贴花、薄片制品等等。例如,对于建筑应用而言,认为制品IO可加工为标准尺寸的建筑材料,例如各种厚度的2'x4'、4'x8邻4'xl2'(英尺)的片或类似公制尺寸的等价物,包括美国所采用的标准英制厚度,例如0.125、0.375、0.500、0.675以及0.750,1.0英寸或类似公制等价物,或具有互补厚度的板,以结合形成石膏板、胶合板、细木工板、钢或其他金属板以及类似结构材料,以便保持以上指出的整体厚度或其他标准厚度(例如,0.375英寸装甲层压0.375英寸夹板从而形成0.75英寸薄板制品),或者还可加工为仟何所需定制厚度。另一个类似实例中,装甲20的制品10P」'成形为其他标准结构材料的形式,例如各种宽度和长度的1英寸和2英寸厚度"板",或者具有不同壁厚、外径和长度的管道或导管的圆柱形状,或者形成各种用于建筑中的己知罩体、壳体、面板和其他物品形状。另一实例中,装甲20的制品IO可具有瓷砖(例如,地面砖、墙面砖和天花板瓷砖)、砖、石块或其他基本建筑元素的形式。在砖、石块和瓷砖的情况下,可采用任何尺寸,包括标准英制和公制尺寸。这样,这些要素可以矩阵或栅格图案排列以覆盖较大区域。此外,多层装甲20可用于增加制品20的整体厚度。如图5所示的实施例中,建筑物形式的制品10外表面应用了装甲20的覆层,以板110形式的应用于屋顶,以栅格图案应用于外壁上的瓷砖120。如图6A-6D所示,装甲20作为瓷砖或片状等或以栅格或类似图案使用,以使多块装甲可沿其边缘抵接接触地设置时,认为优选地,这些瓷砖、板等的边缘具有边界形式,以使相邻瓷砖、板等彼此交迭,从而避免其具有贯穿沿与弹道射弹30的潜在冲击有关的厚度的直线路径,特别是那些与装甲20的表面正交的部分。可采用能够避免在接合处产生贯穿材料厚度的这种直线路径的各种有斜面的、锥形的榫眼和榫、榫舌和槽、搭接和其他结构。然而,对接接头的使用,甚至间隔一分离结构,也在本发明的范围内。瓷砖或板等可通过基板连接工具140连接于基板,例如产生对基板的化学或物理连接的粘合剂,或者采用其他在此举例说明的连接装置,例如各种类型的紧固件,连接。当装甲20直接成形于物品上从而形成装甲物10时,连接工具140也可为用作摩擦材料50基质的树脂材料,可直接结合至许多不同类型的材料,包括结合树脂基固化和聚合的物品10。类似地,也可沿邻接边缘插入装甲20邻接部分的连接工具150,例如粘合剂、灰浆或其他填充物,从而进一步加固和密封邻接部分之间的接合处,提高装甲20的整体强度。装甲20直接成形于物品上以形成装甲物10,连接工具150也可为用作摩擦材料50基质的树脂材料,能够直接将其与树脂基固化和聚合结合。而且,邻接边缘可结合邻接槽22,该邻接槽22可操作地收容可具有带状形式的连接件24或其他可操作地延伸进邻接槽22的元件,来达到加强连接、消除穿过装甲20的邻接件厚度的直线路径的目的。除连接件24之外,槽22还可适于能够接收连接工具例如粘合剂150,其具有与连接件24相应的尺寸,以便于注入粘合剂150。槽可延对接接头的整个长度延伸,或者仅延其部分长度延伸。类似地,连接件24可延接头长度连续延伸,或者仅延其部分延伸,连接件24适于采用"舌榫"形式,以便可使用该形式的细木工。连接件24可由与装甲20相同的材料制成,或者可采用任何其他适合的材料例如木材、塑胶或钢材制成。优选地,连接件24还会提供抗射弹30穿透性能。上述实例均是用于建筑物和建筑领域的装甲20的制品10。同样地,在上述以及图10A-C中举例说明的与各种车辆有关的应用领域中,装甲20的制品IO可成形为或替换或用作或结合各种车体面板,包括车身侧板310、车身后侧面板320、行李箱面板330、引擎罩面板340、车顶面板350和底部面板360以及骨架、壳体、盖体、装饰件、内饰顶棚、侧面和门面板、行李箱衬板、防火墙等。同样地,对于船,装甲20可成形或替换或用作或结合船体结构、船舱壁、底层结构、上层结构、转台、挡板或遮护板、炮位、壳体、盖体、舱口盖等。类似地,对于航空器和航天器,装甲20可成形或替换或用作或结合各种舱壁、机身面板、发动机外壳、炮箱、吊伞索、内部面板、壳体、盖体、舱口盖等等。参照图8A-C,我们认为在使用包括热固树脂的树脂粘合剂的情况下,可由允许部分固化的各种合成物按配方制造装甲20,包括装甲预成形品25的各种基前驱物和预浸材料,例如固化至B阶,该装甲预成形品25可在高温高压下模塑、成形或以其他方式成形并固化,从而形成装甲20的制品10。这种装甲预成品25也包括本发明的内容。我们认为装甲预成品25可具有任何适合的形状,但希望提供一种或多种基本的基前驱物形状的装甲预成品25,例如平板或板、直圆柱体、盘等等形状的装甲预成品25,这些形状中任意形状均可形成许多最终形状和形式,诸如在此所描述的形状和形式。这样具有采用少数或库存起始坯料形成大量最终形状或产品的潜在优点。摩擦材料50包括那些以便用作盘式制动器垫片和鼓式制动器衬里摩擦材料的材料,但我们同样认为该摩擦材料还包括具有类似通常用作离合器摩擦材料的组分和合成物,还认为其包括结合这些组分的各种材料合成物,即使一般不用作制动器或离合器摩擦材料或具有不便于在这些应用中进行商业使用的摩擦性能。摩擦材料一般具有下列特性,也就是,各种环境下高静态和动态滑动摩擦系数,在很大的操作温度范围-40-12000C内的稳定可预知动态摩擦系数以及可控的(一般是最小的)磨耗特性,包括对偶面(相对面)磨损、足够的抗破裂剪切强度、抗水、盐、沙、沙砾以及泥的腐蚀性。摩擦材料一般是热绝缘,具有减震特性,同时是轻质的。装甲20包括摩擦材料50,也可被描述为包括树脂粘合剂基质52、纤维状支撑结构54、摩擦改性系统56和用于填充剂的磨损系统58。摩擦材料50是这些组分的复合物,其中,树脂粘合剂52形成聚合物基质以将纤维状支撑结构54、摩擦改性系统56和磨损系统58粘合在一起。这些组分一般可归为化学混合物和复合材料,而且可理解为组分中一个或多个组分可部分和完全溶于其他组分中一个或多个组分中的合成物。我们认为树脂粘合剂52包括任何适合的树脂,该树脂聚合形成能够将摩擦材料50的其他组分粘合在一起的基质。优选所述树脂粘合剂52包括占摩擦材料50的重量百分比为约5-30的热固聚合树脂,。热固聚合树脂在特性上具有高度交联结构。我们认为其他具有高交联聚合物结构的聚合物好可适于用作树脂粘合剂52,包括热固和热塑材料的各种共聚物以及具有高度交联以及类似上文提到的热塑材料所需的那些机械和物理性能的热塑材料。优选树脂粘合剂52包括酚醛树脂,例如苯酚甲醛树脂。然而,我们认为许多其他树脂也适合用作树脂粘合剂52,例如各种环氧改性酚、有机硅改性酚、浓縮多核芳香烃、氰酸酯、三聚氰胺、三聚氰胺-甲醛、尿素-甲醛、间苯二酚-甲醛、聚氨酯、醇酸树脂、硅树脂、聚酯、丙烯酸、呋喃和聚酰亚胺树脂。我们认为,由于耐热树脂为希望对具有燃烧特性的弹道射弹提供特定的防护的装甲20提供增强的耐热性,故其作为树脂粘合剂52特别有益。作为实例,用作制动衬面的摩擦材料50中采用的热固树脂粘合剂52的许多热固树脂粘合剂52具有提升的引燃温度,接近IIOO。F,除非受明火和其他持续热源的影响,否则一般会在空气中自动熄灭。纤维状支撑结构54可具有任何适合的纤维状支撑结构54。纤维状支撑结构可包括连续、不连续、切碎的以及其他纤维状支撑结构,或者上述结构的结合,并可包括各种织物和无纺布纤维成分,例如各种织物、毡、垫,蜂窝状布和纤维结构等等。纤维状结构的重要特性是纤维取向、纵横比、纤维粘合剂、纤维强度以及纤维形态学。一般地,我们认为优选纤维状支撑物54包括在此所述的混合步骤中得到的树脂混合物中具有不规则的纤维取向的多个不连续纤维。可采用任何适合的纤维材料或纤维材料的结合,包括,但不限于,各种等级的钢(例如,高碳、低碳以及不锈钢)和其他金属、玻璃、陶瓷、矿石、棉花、碳或其他纤维.,天然及合成或人造纤维。除了各种钢纤维,金属纤维还可包括铁和铁合金、铜和铜合金以及任何其他能够提供支撑结构的金属的纤维。玻璃纤维可包括各种硅酸盐和非硅酸盐玻璃纤维,包括含硼和无硼E-玻璃,以及各种其他商业等级的玻璃纤维。陶瓷纤维可包括各种金属氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐和钛酸盐,例如氧化铝、金刚砂、氮化硅以及钛酸钾。碳纤维可包括那些由碳和各种碳化合物制成的纤维,包括各种碳聚合物,例如各种芳香尼龙、超高密度聚乙烯、聚苯并唑、聚丙烯腈(PAN)、纤维素以及其他含碳聚合纤维。矿物纤维可包括玄武岩、海泡石、矿棉、石棉以及其他矿物纤维。根据所采用的纤维材料不同,纤维状支撑结构54的纤维一般直径约lmm或小于lmm,但也可采用较大直径的纤维。不连续纤维一般长度约0.5英寸或小于0.5英寸,但也可根据应用领域的不同,一般不会超过它们宽度的三倍。玻璃纤维一般直径大约为10-100微米,长度是0.125-0.5英寸。芳香族纤维一般直径大约为10-30微米,其长度约为lmm或小于lmm,但是也可以根据其应用更长。矿物纤维一般直径为3-50微米,一般不小于其宽度的三倍。一般地,根据所采用的纤维类型和其他因素的不同,纤维状支撑结构54在摩擦材料50中的重量百分比为10-50%。摩擦改性系统56可包括单一摩擦改性组分或者多个摩擦改性组分。摩擦改性系统56用于调整构成所需装甲20的摩擦材料的摩擦程度。特别是,摩擦改性系统56用于调节摩擦材料50的摩擦系数。摩擦改性系统可包括任何摩擦改性组分或其结合。一般地,这些组分分为两类,润滑和研磨材料。常用作摩擦改性系统组分的润滑材料包括各种形式的石墨,例如石墨粉和薄片,以及各种金属硫化物,例如锡、铜、铅、钼和锑的硫化物,以及腰果壳摩擦颗粒和橡胶屑或颗粒,既可单独使用也可结合使用。常用作摩擦改性组分的研磨材料包括金属粉末,例如铜、铜-锌、铜-锡、铁和铝粉。这种研磨材料还包括金属氧化物、碳化物和硅酸盐颗粒,例如氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化锆、氧化铬、二氧化硅、锆硅酸盐和铝矽酸盐颗粒,单独使用或者结合使用。摩擦改性系统56可包括许多其他矿物、有机和陶瓷材料,包括可作为摩擦改性组分的天然或合成材料。摩擦改性系统56优选在摩擦材料50中的重量百分比为0.5-40%。摩擦改性组分的大量颗粒尺寸(或球形颗粒直径)一般尺寸范围为5微米-8目(约2.36mm)的最大但我们认为也可采用更大或更小尺寸的颗粒。例如,氧化铝颗粒的尺寸典型地为约5微米,腰果摩擦颗粒的尺寸为约20目(约0.85mm),碳颗粒的尺寸为约8-325目(0.045-2.36mm),硅土颗粒的尺寸为约200-325目(0.045-0.075mm)。在摩擦材料50中,作为摩擦组分,磨损系统58作为填充剂可具有许多功能,包括填充树脂基质,以提供摩擦材料50的改良的高温和摩擦性能,并提供着色剂和控制摩擦材料的各种其他物理或化学性能或者物理和化学性能的其他材料。磨损系统包括填充材料,连同其他摩擦组分一起用于进一步改性和控制摩擦材料50的各种其他化学和物理性能和特性,从而控制装甲20的各种其他化学和物理性能和特性。这些性能和特性包括耐热性、磨损控制、密度、颜色和各种其他物理和化学性能。磨损系统56填充物取决于其他因素,包括所选择的树脂粘合剂52、纤维状支撑结构54和摩擦改性系统56。这些填充物可包括具有不同的金属硅酸盐的有机以及无机填充成分。实例包括,在其合成和矿物学形式中,硫酸钡(例如,重晶石)、碳酸钙(例如,方解石,白垩)、硅酸镁(例如,滑石)、碳酸镁(例如,白云石或菱镁矿)、云母、碱金属钛酸盐、蛭石、三氧化钼、腰果粉、橡胶粉、高岭土和各种粘土。要注意的是,腰果颗粒和橡胶颗粒还可用作摩擦改性系统的一部分。这些材料可以单独使用也可以与其他类似材料结合使用,其在摩擦材料50中的重量百分比典型地为10-40%。一般,磨损系统58组分的绝大多数的颗粒尺寸(大致球形颗粒的直径)小于或等于约100目(约0.149mm),但我们认为也可采用更大尺寸的颗粒。以上大致描述了摩擦材料50的组分,包括大量可用的具有这些成分的特定材料,以及这些组分的用量范围。然而,我们认为大多的,如果非所有的,摩擦材料50均可用作制造装甲20的制品10,包括下列专利号美国专利中所提供的摩擦材料的组分3,856,120、3,998,573、4,119,591、4,145,223、4,178,278、4,182,437、4,193,956、4,218,361、4,219,452、4,226,758、4,313,869、4,352,750、4,388,423、4,432,922、4,461,643、4,476,256、4,487,729、4,537,823、4,605,595、4,617,165、4,656,203、4,772,950、4,775,705、4,792,361、4,994,506、5,083,650、5,132,065、5,145,888、5,190,991、5,279,777、5,325,941、5,339,931、5,344,854、5,383,963、5,515,950、5,516,816、5,520,866、5,535,860、5,576,358、5,676,577、5,817,411、5,861,203、5,889,080、5,889,082、5,891,933、5,919,837、5,971,113、6,013,146、6,022,502、6,051,646、6,080,230、6,107,386、6,110,991、6,140,388、6,167,992、6,190,761、6,220,405、6,228,815、6,260,674、6,265,356、6,284,815、6,298,957、6,316,083、6,474,453、6,475,614、6,502,674、6,579,920、6,612,415、6,630,416、6,632,857、6,670,408、6,863,968,这些专利的全部内容通过引用结合在本文中。摩擦材料50物理性能作为用于制造该材料的方法的功能。一般用T表现摩擦材料50特性的性能包括比重或密度(SAEJ380)、横向断裂强度(ASTMD790)、弹件系数、抗张强度(ASTMD638)、高氏硬度(ASTMJ379)、摩擦系数(SAEJ661)和磨耗特性(SAEJ661)。摩擦材料50的密度一般在约1.85-2.5g/cm3范围内,典型地约占摩擦组分理论密度的90%或更多。摩擦材料的横向断裂强度一般在约2500-12,000psi范围内。所测抗拉强度一般在约300-1000psi范围内,弹性系数在约0.8-1.4X106psi的范围内。高氏C级硬度一般在约5-50高氏C范围内。摩擦系数一般约为0.20-0.70,摩擦测试后的材料通常磨耗量在约5-20%范围内。己知装甲20可有效防止穿透并提供对许多小口径(也就是,大致14.5mm或更小)弹道射弹撞击相关破坏的防护,这一点在下文中将更详细描述。然而,通过适当设置,特别是关于增加其厚度,我们认为装甲20还可有效抵御许多其他武器,包括但不限于,许多其他类型的弹道射弹,例如较大口径射弹,包括那些结合烈性炸药、燃烧材料、杀伤装置等,和那些设计具有高装甲刺穿特性的射弹(也就是,各种脱壳穿甲弹、重金属穿甲弹等)。同样认为装甲20可具有关于各种军需品、爆炸装置和其他军备的效能,包括那些通过民间、军用、辅助军事、恐怖主义者及其他组织发展或临时准备的军备的效能。可采用任何适合方法制造装甲20,形成装甲物10,例如通过将装甲20附于物品上。参照图11,如下文所述,装甲20可通过将初始成分混合以形成充分均匀的预聚物混合物,然后通过将该预聚物混合物转变为硬质致密成品,例如通过采用加热和加压的热固树脂等进行聚合完成聚合反应,来制造。可采用任何适合的混合方法将摩擦材料组分502混合以形成预聚物混合物504,这一点很大程度上依靠特定摩擦材料和特定组分来决定。摩擦材料组分可以任何所需结合方式来预混合。在开始混合之前以任何结合方式将这些组分加在一起,而后进行混合,或者也可以任何结合方式将这些组分顺序加入混合器中,采用何种方式取决于对特定摩擦材料合成物和所采用的组分的要求。根据与反应过程、均匀性要求和其他因素有关的组分和要求不同,可采用仟何适合的混合装置来进行混合510。示范性混合器可包括那些利用轴式混合器、蜗杆混合器、叶片式混合机、螺条混合器、叶轮式混合机或推进式混合器或者这些装置的组合来混合工业材料的装置。工业混合器推动该混合物使其沿一个方向流动,并能加强物理和化学过程。混合可以以成批或连续进给方式执行。成批混合是最简单的操作模式。工业混合器填满摩擦组分后,允许进行产品混合过程。该混合过程完成后,将混合容器中的混合物倒出,以便进行下一步加工。然后清洁工业混合器,并再次将其填满,以进行下一批组分的混合。对于连续进给的工业混合器,随着混合流体的移除,不断加入要混合的介质。由于连续混合器能够长期连续运转不必停止,故特别适合大量生产应用。然而,可采用任何适合类型的工业混合器,包括圆锥形混合器、流化床混合器、叶轮式混合机、桨叶式混合器、行星式混合器、推进式混合器、螺条混合器、蜗杆混合器,、静止混合器、涡轮式混合器、立式涡轮、超声波混合器以及振动混合器。蜗杆混合器采用围绕圆锥料斗外围移动的旋转螺杆。流化层高速搅拌器是将整个产品床液化的耐用容器。叶轮式混合器和推进式混合器采用连接至水平盘的立式桨叶。桨叶式混合器具有设有固定臂和桨叶形脚的水平旋转轴。行星式混合器具有两个围绕各自轴旋转的混合叶片。螺条混合器具有螺条状、逆向运转机构。静态或静止的混合器由设置于管道中的翅片、障碍物或者槽构成。涡轮式混混合器包括大范围的多种用途混合装置,具有一个或多个安装于悬轴上的多叶片叶轮并由闭式齿轮驱动减速运转。混合器可采用搅拌器、高速搅拌器、搅和机、研磨机、转筒和滚筒。混合器可包括采用转子-定子、单转子或者双转子的机构。高速搅拌器是在液态中产生稳定、均匀分散的不溶相的机械装置。存在多种不同类型的转筒和滚筒。实例包括双锥转筒、双壳转筒和水平滚筒。转子-定子是具有紧靠固定壳体旋转的叶轮的单轴工业混合器。这些混合器在切碎粗颗粒例如橡胶或薄片树脂方面非常有效。单转子或双转子装置分别由一个或两个轴构成,具有桨叶或螺杆。对于这些工业混合器来说,适当的轴转速范围从适度较低到相对较高速度。一旦将摩擦材料组分混合,就采用任何适合的成形方式520形成预成形混合物,采用任何适合的摩擦材料组分502聚合方式530将预成形混合物聚合,从而产生具有所需摩擦材料特性的装甲20的制品,如前所述的那些特性。然而,所需摩擦材料特性也可包括其他化学、物理和机械特性的任意组合。化学特性可包括聚合反应程度和本质、耐化学性等等。物理特性可包括形态特性,例如聚合基质中组分的均匀性、位置、偏析,等等。机械特性可包括机械强度、包括弹道学撞击阻力在内的撞击阻力、或者其他可用己知标准机械测试法测量的标准机械特性。成形520和聚合530可分别执行,或者可选地,可作为成形/聚合步骤535同时执行。将预聚物混合物504以形成装甲20和摩擦材料50的制品10的成形步骤520的一个实施例采用挤出成形、轧光机轧制成形或者其结合。采用液态树脂的预聚物混合物504在具有适合形状的喷嘴中受压,或者可选地,令材料经过相对转动的轧光机滚筒之间以受压;当通过特定装置分别对材料施加挤出或轧制压力时,预聚物混合物504在压力下被迫形成与喷嘴或轧光机滚筒一致的形状。聚合步骤530可通过在挤出/轧制过程中加热完成(535),或者在单个挤出/轧制过程之后或在挤出/轧制过程二者之后进行(530)。摩擦材料50和聚合预聚物混合物成形530的另一个实施例500采用冷成形。在这些材料中,预聚物混合物502采用固体树脂粘合剂。将该预聚物混合物502在高压下冲压或者进行其他压制,形成特定形状,然后在适合温度、低压或无压环境下充分固化,以完成化学聚合反应并固化该树脂。典型地,用于固化的温度可超过所需温度,以确保进行预聚物混合物504的聚合。该方法在很多方面均与用于压制烧结一些金属颗粒的粉末金属加工方法类似。预聚物摩擦材料502混合物的成形和聚合步骤520、530的又一个实施例采用热成形。在这些材料中,预聚物摩擦材料混合物可采用固体树脂粘合剂或液体树脂粘合剂,或者二者的结合。将预聚物摩擦材料混合物置于加热模具中,在适度压力下加压固化,直到"固化"或化学聚合反应达到所需完成程度,完全或部分聚合。如果材料仅部分固化,且己固化到足够保持制品10的形式,那么接下来在一个步骤中,既可施压也可不施压,在升高温度下加工该材料,从而进一步完成所述聚合540。预聚物摩擦材料混合物502的成形步骤520和聚合步骤530的另一个实例是采用形成预聚物摩擦材料的装甲预成品25的方法,例如在所述成形520和聚合530步骤之后,通过成形步骤515,将本发明所述的预聚物摩擦材料成形并将其部分固化为B级或部分固化的装甲预成品25,以形成装甲20的制品10。在摩擦材料成形步骤520之前或者结合该成形步骤520,需要实施需装甲的物品60'的导入步骤550,该需装甲的物品60,具有适于并可操作地接受预聚物摩擦材料混合物502的表面。通过实施各种清洁步骤从需装甲的物品60'表面去除污染或者通过在该表面应用各种底漆或者其他粘合促进材料使该表面适于并加工成可操作地接受预聚物摩擦材料混合物502。引入需装甲的物品60'以使预聚物摩擦材料502直接成形或聚合在需装甲的物品60'的表面。这可包括部分或全部覆盖物品60'的表面。例如,参照图3,作为装甲20的摩擦材料50可包裹需装甲的物品60'。可选地,作为装甲的摩擦材料可仅覆盖需装甲的物品60'的部分表面,例如,将摩擦材料作为衬背层或外层加在具有面板的物品60'上,所述面板包括各种平坦、弯曲或成形面板。在摩擦材料成形步骤520的所有实施例中,成形520还可包括将摩擦材料50成形为中间过渡或最终形状或结构。结构包括将各种特征附加到给定形状,例如各种类型的开口、孔、小突出、槽、凸起、台阶等等的结合,或者其组合,这可用于改变装甲20的性能特征,或者辅助、实现或者便于将装甲20附于需装甲的物品60'或装甲20的其他元件上(例如,采用各种类型的机械接合件、机械联锁元件、粘合剂、上述结合、或者其他)。形成中间过渡结构或形状的步骤包括形成接近最终(nearnet)形状或者结构,或者也可包括采用附加加工,例如锯、切削、钻、铰、磨等以形成最终形状或结构。成形520还可包括形成最后的或最终的形状或结构。如上所述,本方法中将摩擦材料成形为中间过渡形状或结构之处,进一步包括一个或多个将成形摩擦材料机械加工成最终形状或结构的步骤。如上所述,其还可包括附加加工,例如锯、切削、钻、铰、磨或其他形式的机械加工,以形成最终形状或结构。参照图7和图11,本方法500还可包括将多层摩擦材料彼此层压以产生装甲20的层压制品10的附加步骤545。该步骤易于实现以形成厚度大于各层或板层厚度的薄板、板或其他形式的摩擦材料。由于用于形成摩擦材料的聚合反应是有温度决定的,在一些应用中,需要将摩擦材料形成较薄薄板以加快用于固化摩擦材料的装置中的固化和循环时间,而后将多个薄板层压在一起以形成摩擦材料的所需整体厚度。这可包括各种成批或连续层压加工,'包括各种自动层压加工,例如可用制造设备中并包括层压过程中的高温或高压应用,以及各种人工层压加工,包括那些未应用高温或高压的手工制作。可选地,层压步骤与成形装甲预成品的步骤515结合应用,例如通过结合装甲预成品的多个薄板525以形成装甲20。层压可应用各种额外连接相邻层160的方法,例如在层之间施加粘合材料等。可采用符合所需应用的任何适合粘合材料,包括各种当前用于将摩擦材料自行粘合或粘合至衬背板或其他元件的粘合剂,例如液体酚醛树脂基粘合剂,例如Plastilok牌粘合剂。同样认为粘合剂可包括用于形成摩擦材料的树脂材料,且在某些情况下,粘合材料可通过温度和压力的应用施加于需粘合、固化或聚合的表面以形成有效层压粘合剂。我们还认为如果摩擦材料50展示了各向异性(非均质)特性(例如,聚合过程中,如果成形步骤具有令预聚物摩擦材料的纤维或其他组分朝向一特定优选方向或方位的倾向),例如与其形态学或机械性能有关的各向异性,那么层压可通过形成层压制品有效增强或者消弱这种特性,从而考虑将这些特性应用于适当的场合。例如,如果需要放大各向异性效果,则需要堆叠层压制品的各层,以便该各种层具有特定方向或方位上的各项异性特性。如果需要消弱各向异性效果,则需要有意的将不重合各向异性的层堆叠,这就倾向于产生各向异性特性或行为被消弱的整个摩擦材料。本方法还可包括将一层或多层作为装甲20的摩擦材料50附于需装甲的物品60'表面的附加步骤560,该需装甲的物品60'表面适于并可操作地接受聚合的摩擦材料。该步骤可包括将摩擦材料附于物品60'的部分表面或者物品的整个表面上(见图7)。例如,可将作为装甲20的摩擦材料50连接以完全包裹需装甲的物品。可选地,可将作为装甲20的摩擦材料50连接以覆盖需装甲的物品60'的仅部分表面,例如在将摩擦材料作为衬背层或外层附于具有平坦或成形薄板的物品上的情况下。我们认为该连接步骤560可采用任何适合的连接装置和方法实现。连接装置可包括许多化学接合和机械接合中的任何接合方式,其中化学接合例如粘合剂、胶、浆糊、灰泥、水泥、化学焊接等,机械接合件例如各种带螺纹接合件(也就是,各种螺钉、螺纹螺栓和/或螺母)、铆钉、桩、凸轮接合件、夹具、夹子、衬背板、棘轮或拉链带,以及用于将摩擦材料联锁至需装甲的物品60'上或其他装甲制品IO上或适于将摩擦材料互锁至需装甲的物品的个别物品上的联锁部件,例如各种槽、孑L/接脚组合物、凹穴、凸凹连锁件等。为了证明摩擦材料50作为装甲20的制品10的适宜性,根据在此所描述的该方法,采用典型的摩擦材料配方制成装甲20测试板,然后采用各种弹道射弹对该测试板进行弹道撞击测试,其结果作为几个典型的实例报告如下。实施例1第一摩擦材料配方包括作为组分的树脂粘合剂、作为支撑结构的含纤维材料、摩擦改性系统和作为磨损系统的填充剂,该第摩擦材料配方用于制造摩擦装甲20的多个试件。树脂粘合剂是粉末状酚醛树脂。含纤维材料是玻璃纤维混合物。摩擦改性系统包括橡胶颗粒、腰果摩擦颗粒、石墨和石油焦炭。作为磨损系统的填充剂包括重晶石、少量钢纤维、碳黑和黄铜片。通过将总量为60lbs.的摩擦材料组分在Littleford混合器中混合14分钟以形成预聚物摩擦材料来制造试件。在330°F下热成形12分钟来加工该预聚物摩擦材料。得到的试件为0.75X6X6英寸。通过在电烤炉中,在300。F温度下,将测试板加热8小时,来完成最终的固化和聚合。该测试板的高氏C级硬度为20-28GC。通过将14轮给定口径、射弹构造(也就是,子弹直径、材料、结构和重量)和速度的炮弹从21英尺距离处发射进试件,以对各测试板进行多次弹道射击测试。具有许多不同口径和重量的射弹30被进行测试。在各测试期间,将试件设于0.75英寸夹板的靶架上,通过粘合剂固定至测试台的靶面上,以便试件面对用于射击的枪炮。测试结果以通过/失败来进行评估,通过测试的标准是1)没有任何射弹穿透试件厚度,以及2)试件保持其作为一体的整体结构完整性。结构完整性,意味着允许存在表面裂缝、散裂、烧蚀,并指定其为"通过"但是,事实上足以贯穿测试板厚度的裂缝或者充分切断一片测试板均为"失败"。这些结果如表l所报告。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>可见,第一摩擦材料配方的所示样品均通过了测试。该实例证实了作为装甲20的摩擦材料50合成物抵御在此所列常见小口径炮弹的效力。进一步证明了装甲20对于多个弹道射弹30的单点撞击或小范围撞击的防穿透能力。实施例2第二摩擦材料配方同样包括作为组分的树脂粘合剂、作为支撑结构的含纤维材料、摩擦改性系统和作为磨损系统的填充剂,该第一摩擦材料配方用于制造摩擦材料装甲的多个试件。树脂粘合剂是粉末状酚醛树脂。含纤维材料是玻璃纤维材料。摩擦改性系统包括橡胶颗粒和腰果摩擦颗粒。填充剂或磨损系统包括碳酸钙、重晶石和碳黑。通过将总量为65lbs.的摩擦材料组分在Littleford混合器中混合14分钟以形成预聚物摩擦材料来制造试件。在330。F温度下热成形15分钟来加工该预聚物摩擦材料。得到的试件为0.75X6X6英寸。该试件的高氏C级硬度为25-30GC。通过将14轮给定口径、射弹构造和速度(也就是,子弹直径、材料、结构和重量)的炮弹从21英尺距离处发射进试件,以对各试件进行多次弹道射击测试。具有许多不同口径和重量的射弹30被进行测试。在各测试期间,将试件设于0.75英寸夹板的靶架上,通过粘合剂固定至测试台的靶面上,以便试件面对用于射击的枪炮。测试结果采用上述标准、以通过/失败来进行评估。该结果如表2所报告。表2试件号口径重量(颗粒)炮口速度(ft/sec)距目标的距离(ft)撞击次数通过/失败10.44magnum18014602114通过20.45ACP22010552114通过30.45SXT18011552114通过40.40180FMJ12052114通过0.40SXT180FMJ12602114通过69mm124FMJRN14302114通过79mmSXT14014302114通过87.62NATO148簡27802114通过97,62X39135丽28602114通过1030-06(.30)16628802114通过110.357magnum158JST14302114通过120.50SXT280/3002370219通过可见,第二摩擦材料配方的所示样品均通过了测试。该实例证实了作为装甲20的另一摩擦材料50合成物抵御在此所列常见小口径炮弹的效力,并表明摩擦材料以所述方式在所述范围内用作装甲20是有效的。23此外,同样认为,具有适当縮放比例的装甲20厚度及其他特征的装甲20的制品10,可有效抵御大口径弹头,例如25mm及更大弹头,火箭推动弹,某些反装甲弹等。虽然并不完全知晓通过摩擦材料50抗弹道射弹穿透从而起到装甲20作用的特定机构,但我们认为摩擦材料50的可控摩擦特性在提供这样的抗力方面扮演了重要的角色。已根据相关法律规定对前述发明进行了描述,因此该描述仅作为示范性示例,而并不非对本发明的限制。本领域的普通技术人员将很容易对本发明上述实施例进行各种改变和修改,仍属于本发明的范围。因此,本发明的法定保护范围仅通过所附的权利要求来确定。权利要求1、一种装甲制品,包括有效防止弹道射弹穿透的摩擦材料。2、根据权利要求l所述的装甲制品,其特征在于,进一步包括至少一个衬背或外层。3、根据权利要求2所述的装甲制品,其特征在于,所述至少一个衬背和外层包含摩擦材料。4、根据权利要求2所述的装甲制品,其特征在于,所述至少一个衬背和外层包含非摩擦材料。5、根据权利要求4所述的制品,其特征在于,所述衬背包含金属。6、根据权利要求4所述的装甲,其特征在于,所述衬背包含非金属。7、根据权利要求l所述的装甲制品,其特征在于,进一步包括将所述摩擦材料和所述衬背彼此相连接的装置。8、根据权利要求7所述的装甲制品,其特征在于,所述连接装置包括连接机构和连接材料至少之一。9、根据权利要求l所述的装甲制品,其特征在于,所述摩擦材料物品包含树脂粘合剂、纤维状支撑结构、摩擦改性系统和磨损系统的复合物。10、根据权利要求9所述的装甲制品,其特征在于,所述树脂粘合剂包含交联聚合物。11、根据权利要求10所述的装甲制品,其特征在于,所述交联聚合物是至少一种热固性聚合物。12、根据权利要求10所述的装甲制品,其特征在于,所述交联聚合物是至少一种热塑性聚合物。13、根据权利要求9所述的装甲制品,其特征在于,所述树脂粘合剂包含选自由酚、环氧、浓縮多核芳香烃、氰酸酯、三聚氰胺、三聚氰胺-甲醛、尿素-甲醛、间苯二酚-甲醛、聚氨酯、醇酸树脂、硅树脂、聚酯、丙烯酸、呋喃和聚酰亚胺树脂构成的组中的至少一种树脂。14、根据权利要求9所述的装甲制品,其特征在于,所述纤维状支撑结构包含选自由金属、玻璃、矿石、碳、聚合物和陶瓷纤维构成的组中的至少一种纤维。15、根据权利要求9所述的装甲制品,其特征在于,所述摩擦改性系统包含选自由石墨、金属硫化物、腰果壳、橡胶、金属、金属氧化物、金属碳化物和金属硅酸盐构成的组中的至少一种摩擦改性剂。16、根据权利要求9所述的装甲制品,其特征在于,所述磨损系统包含选自由硫酸钡、碳酸钙、硅酸镁、碳酸镁、云母、碱金属钛酸盐、蛭石、三氧化钼、腰果粉、橡胶粉和粘土构成的组中的至少一种填充剂。17、一种制造装甲的方法,包括下列步骤混合形成预聚物混合物;成形所述预聚物混合物以形成装甲制品;以及聚合所述预聚物混合物以聚合所述装甲制品,其中,所述装甲制品包含摩擦材料。18、根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在成形所述预聚物混合物以形成装甲制品步骤之前,进一步包括引入需装甲的物品的步骤,其中,所述装甲成形在所述需装甲的物品上。19、根据权利要求17所述的方法,其特征在于,进一步包括将所述聚合的装甲制品附于需装甲的物品上以形成装甲物的步骤。20、根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述成形所述预聚物混合物以形成装甲制品的步骤进一步包括将部件成形于所述装甲中。21、根据权利要求17所述的方法,其特征在于,进一步包括;将多个所述装甲制品层压在一起以形成层压的装甲物。专利摘要一种装甲制品,包括可操作地防止弹道射弹穿透的摩擦材料。该装甲制品还可操作地防止多个弹道射弹在装甲表面上的单点撞击穿透装甲。该装甲还可包括一个衬背或外层或者可包括在衬背和外层之间以任意方面结合的中间层。所述衬背和外层可包括摩擦材料或非摩擦材料。所述摩擦材料包含树脂粘合剂、纤维状支撑结构、摩擦改性系统和填充剂材料磨损系统的复合物。文档编号F41H5/08GKCN101583838SQ200780044382公开日2009年11月18日申请日期2007年9月28日发明者威廉斯·F·布朗,戴维·J·克拉夫特,特里·L·雪莉,艾伦·R·赫梅尔,雷·K·奥恩道夫申请人:费德罗-莫格尔公司导出引文BiBTeX,EndNote,RefMan
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