一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法技术

本发明专利技术涉及轻质防弹装甲及其制备方法，具体涉及一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法，解决了现有的防弹装甲受到弹丸打击时损伤区域大，防护不均匀，以及陶瓷与其他材料连接强度小的技术问题。本发明专利技术提供的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲以一体化蜂窝网格为骨架，以陶瓷块为填充，陶瓷块嵌入骨架之中，并通过双组分环氧树脂加强连接，可以采用单模块或多模块集合使用，结构一体性，防护均匀性强，受到弹丸打击时损伤区域小。本发明专利技术还提供一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法，采用铣削

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法


[0001]本专利技术涉及轻质防弹装甲及其制备方法，具体涉及一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着自动武器的发展，抗多发弹打击能力逐渐成为装甲研究的重要方向。材料与结构的冲击韧性、损伤区域及防弹机制等因素均会影响装甲的多发弹防护能力。对于受到单发弹打击的普通陶瓷/金属双层复合防弹装甲来说，一方面，陶瓷面板将形成径向、环向、锥向等宏观裂纹，在某些情况下裂纹甚至会扩展到整个陶瓷面板，导致陶瓷大面积剥落；另一方面，未受损的陶瓷内部也会出现大量微裂纹，导致材料强度弱化，这些情况均不利于装甲抵抗随后的弹丸打击。
[0003]现有技术中，为减小单发弹打击下装甲结构的损伤区域，提高陶瓷复合装甲在多发弹打击下的防护性能，研究者通常将陶瓷面板的尺寸缩小，以小尺寸陶瓷拼接板代替整块陶瓷作为复合装甲的面板。陶瓷拼接板结构中，即使一块小尺寸陶瓷在单发弹打击下被击碎，装甲仍有较大的有效防护面积应对后续的攻击。由于拼接缝隙的存在，拼接装甲可以阻断裂纹的扩展，将陶瓷碎裂区域限制在被击中的陶瓷块上，减小装甲的损伤面积。此外，相较整块陶瓷制成的复合装甲，拼接装甲中小尺寸的陶瓷块对复杂表面的适应性更强，装甲系统的成本也更低。由于具有抗多发弹打击性能优异、复杂表面适应性强和成本低三个方面的优势，拼接装甲受到了广泛关注。但是拼接装甲具有拼接缝隙脆弱、陶瓷剥落严重及防护性能不均匀等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有的防弹装甲受到弹丸打击时存在拼接缝隙脆弱、陶瓷剥落严重及防护性能不均匀的技术问题，而提供一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特殊之处在于：包括一体化蜂窝点阵，以及与所述一体化蜂窝点阵的多边形蜂窝网格结构中网格孔适配的多个陶瓷块；
[0007]所述一体化蜂窝点阵为采用金属材料一体成型的多边形蜂窝网格结构，多边形蜂窝网格结构包括背板，以及设置在背板上的多边形蜂窝网格；
[0008]所述多个陶瓷块分别镶嵌在多边形蜂窝网格的每个网格孔内
[0009]进一步地，所述多个陶瓷块分别通过胶粘剂连接镶嵌在多边形蜂窝网格的每个网格孔内；所述胶粘剂为双组分环氧树脂。
[0010]本专利技术还提供一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法，用于制造上述的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0011]S1、制备长为l，宽为w，厚度为h的金属板，清洗金属板，去除其表面的油污和锈迹；
[0012]S2、对步骤S1得到的金属板进行铣削处理，得到一体化蜂窝点阵，所述一体化蜂窝点阵的多边形蜂窝网格结构中每个网格孔的边长为d、间距为t、深度为h1，其中，h1＜h，h
‑
h1为背板厚度；
[0013]S3、选取陶瓷原料，并对其进行粗处理，随后再进行精细研磨，制得边长为d，厚度为h1的陶瓷块；
[0014]S4、将步骤S3制备的陶瓷块涂覆胶粘剂后，分别嵌入一体化蜂窝点阵中多边形蜂窝网格结构的每个网格孔内，得到蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲。
[0015]进一步地，步骤S2中，所述一体化蜂窝点阵的多边形蜂窝网格结构中每个网格孔的边长d大于入射弹丸的直径，间距t为入射弹丸直径的10％～15％，h/2≤h1≤2h/3。
[0016]进一步地，步骤S3具体为：
[0017]S3.1、选取陶瓷原料，依次对其进行金刚石砂轮切割、砂轮表面抛光，得到经粗处理的陶瓷块，其边长与厚度分别接近d和h1；
[0018]S3.2、对步骤S3.1获得的经粗处理的陶瓷块通过研磨机精细研磨，制得边长为d，厚度为h1的陶瓷块。
[0019]进一步地，所述步骤S1中还包括：
[0020]为防止外部UHMWPE受内装甲边缘剪切作用提前失效，无法充分变形吸能，在清洗前对所述金属板的边缘做倒角处理。
[0021]进一步地，所述金属板的边缘倒角半径为1mm～3mm。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有的有益技术效果如下：
[0023]1、本专利技术提供的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，采用一体化蜂窝点阵，阻断了弹丸打击下陶瓷裂纹的扩展，减小了陶瓷破碎区的大小，对陶瓷块起到了约束作用，限制了陶瓷碎片的流动，并且加强了陶瓷块之间的连接，能够维持撞击后结构的完整性，使装甲结构具有损伤区域小、结构一体性和防护均匀性强的优势；
[0024]2、本专利技术提供的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲为一个模块，实际使用中可单模块使用，或多模块集合使用；
[0025]3、本专利技术提供的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲制备方法采用铣削
‑
镶嵌的一体化成型制备方法，工艺简单且成本低廉，易于对不同规格尺寸的增强型陶瓷复合装甲进行规模化生产。
附图说明
[0026]图1为本专利技术提供的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲实施例的结构示意图；
[0027]图2a为本专利技术蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法实施例中一体化蜂窝点阵铣削及陶瓷块镶嵌示意图Ⅰ；
[0028]图2b为本专利技术蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法实施例中一体化蜂窝点阵铣削及陶瓷块镶嵌示意图Ⅱ；
[0029]图2c为本专利技术蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法实施例中一体化蜂窝点阵铣削及陶瓷块镶嵌示意图Ⅲ；
[0030]图3a为传统陶瓷/金属双层复合装甲实物图；
[0031]图3b为传统陶瓷/金属双层复合装甲受到打击后的损伤区域示意图；
[0032]图4a为传统拼接陶瓷复合装甲实物图；
[0033]图4b为传统拼接陶瓷复合装甲受到打击后的损伤区域示意图；
[0034]图5a为本专利技术蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲实施例实物图；
[0035]图5b为本专利技术蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲实施例受到打击后的损伤区域示意图；
[0036]附图标记说明如下：
[0037]1‑
一体化蜂窝点阵，2
‑
陶瓷块，3
‑
铣刀，4
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陶瓷/金属双层复合装甲，5
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拼接陶瓷复合装甲，6
‑
蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，7
‑
整块陶瓷板。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法作进一步地详细说明。
[0039]一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，如图1所示，包括一体化蜂窝点阵1，以及与一体化蜂窝点阵1的多边形蜂窝网格结构中网格孔适配的多个陶瓷块2。一体化蜂窝点阵1为采用金属材料一体成型的多边形蜂窝网格结构，多边形蜂窝网格结构包括背板，以及设置在背板上的多边形蜂窝网格，多个陶瓷块2分别镶嵌在多边形蜂窝网格的每个网格孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特征在于：包括一体化蜂窝点阵(1)，以及与所述一体化蜂窝点阵(1)的多边形蜂窝网格结构中网格孔适配的多个陶瓷块(2)；所述一体化蜂窝点阵(1)为采用金属材料一体成型的多边形蜂窝网格结构，多边形蜂窝网格结构包括背板，以及设置在背板上的多边形蜂窝网格；所述多个陶瓷块(2)分别镶嵌在多边形蜂窝网格的每个网格孔内。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特征在于：所述多个陶瓷块(2)分别通过胶粘剂连接镶嵌在多边形蜂窝网格的每个网格孔内，所述胶粘剂为双组分环氧树脂。3.根据权利要求2所述的一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特征在于：所述一体化蜂窝点阵(1)为采用金属材料一体成型的四边形蜂窝网格结构或者六边形蜂窝网格结构。4.一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法，用于制造如权利要求1
‑
3任一所述的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备长为l，宽为w，厚度为h的金属板，清洗金属板，去除其表面的油污和锈迹；S2、对步骤S1得到的金属板进行铣削处理，得到一体化蜂窝点阵(1)，所述一体化蜂窝点阵(1)的多边形蜂窝网格结构中每个网格孔的边长为d、间距为t、深度为h1，其中，h1＜h，h
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵中南，卢天健，韩宾，张钱城，金峰，王海兵，张柏华，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：