【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合裝甲材料領域，具體涉及一種陶瓷復合裝甲及其制備方法。
技術介紹
1、現代戰爭中，為保證作戰人員的作戰能力和人生安全，作戰載具對于自身的防護和載具中的作戰人員的保護尤為重要。因此，能提供有效防護的作戰裝甲一直是武裝直升機、坦克和裝甲車輛防護的重要防護性能要求。特別是會成為重要打擊目標的作戰載具觀察窗的透明裝甲，能夠有效抵御小口徑穿甲彈的連續多發打擊是透明裝甲的重要防護性能。傳統透明裝甲裝甲結構大都采用多層疊加整體式裝甲結構，這種整體式結構在收到子彈第一次打擊后損傷面積較大，特別是透明裝甲關鍵部分迎彈面層收到的影響大，在面臨后續子彈打擊時很難再次形成有效防護。因此，有研究人員提出過不同形狀的拼接式結構，例如：專利“透明裝甲板及透明裝甲板制造方法（cn201911275118.4）”，采用矩形或六邊形拼接式結構，雖然此類拼接式結構能提升多發打擊能力但拼接的板邊區和板角區較多，降低了其有效防護區域。文獻“a.?weiss,?a.?borenstein,?b.m.?stan,?m.?ravid,?n.shapira,?ballistic?performance?of?ceramic?targets?against?25?mm?apds-tprojectile,?proc.30th?int.?symp.?on?ballistics.”指出陶瓷拼接處的不連續性雖能有效阻止應力波的傳播，但容易產生孔隙、空隙、夾雜物和微裂紋，從而降低了耐磨性和光學性能，削弱了陶瓷層的長期使用能力。且拼接縫處膠黏劑的性質與陶瓷的匹配度也是影響陶瓷
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種陶瓷復合裝甲及其制備方法，該方法可實現對車輛作戰人員的有效防護，可以消除拼接式陶瓷帶來的缺陷，保持拼接式陶瓷的完整性，保持復合裝甲的長期使用能力；通過改性oca光學膠與陶瓷模塊折射率匹配解決拼接式透明陶瓷裝甲的可視度割裂問題，并且有效減少透明裝甲受打擊后的損傷區域，提升可視面積。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、一方面，本專利技術提供一種陶瓷復合裝甲，所述陶瓷復合裝甲由自上而下依次設置的覆蓋層、迎彈面拼接層、緩沖層和防飛濺層組成；所述迎彈面拼接層由9塊鎂鋁尖晶石陶瓷模塊拼接而成，所述鎂鋁尖晶石模塊為80mm~120mm的正方形結構，覆蓋層、緩沖層和防飛濺層的尺寸與由鎂鋁尖晶石模塊拼接而成的迎彈面拼接層相同，所述覆蓋層和緩沖層采用高硼硅酸玻璃陶瓷材料，防飛濺層采用聚碳酸酯（pc）材料。
4、優選的，所述覆蓋層、迎彈面拼接層、緩沖層和防飛濺層的厚度分別為0.5~0.9mm、4~6mm、5~9mm、2~4mm。
5、另一方面，本專利技術還提供上述陶瓷復合裝甲的制備方法，具體包括以下步驟：
6、步驟1：用粘接材料將防飛濺層和緩沖層進行粘接；
7、步驟2：在緩沖層另一側粘接迎彈面拼接層，所述迎彈面拼接層采用正方形陶瓷的t型接縫組合或十字型接縫組合，拼接成井字型結構，拼接縫處均用改性oca光學膠進行粘黏；
8、所述改性oca光學膠通過以下步驟制備得到：
9、s-1?納米顆粒表面處理：將烷基硅烷溶解在無水乙醇中充分攪拌，其中烷基硅烷的質量分數為1~5%；接著加入氧化鋯納米顆粒攪拌2~4h，反應完成后過濾并清洗納米顆粒，干燥；
10、s-2?納米顆粒分散與混合：將步驟s-1得到的納米顆粒加入無水乙醇中充分攪拌，其中納米顆粒的質量分數0.6~1%；將得到的混合液與oca光學膠放入球磨罐中進行球磨混合，再進行出料、靜置，得到改性oca光學膠；
11、步驟3：用粘性材料將迎彈面拼接層和覆蓋層進行粘接。
12、優選的，步驟s-1中所述氧化鋯納米顆粒的純度大于等于99.99%。
13、優選的，步驟s-1中還包括：用無水乙醇清洗氧化鋯納米顆粒，去除表面雜質。
14、優選的，步驟s-2中所述的球磨轉速為180~220?r/min，球磨時間為6~10?h。
15、優選的，各層之間的所述粘接材料為聚氨酯（pu），粘接材料通過真空熱復合工藝粘接兩側基材。
16、優選的，所述迎彈面拼接層拼接縫處的改性oca光學膠均通過真空壓合工藝進行粘黏。
17、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
18、1、本專利技術通過各層結構之間的有效配合，在垂直于裝甲平面方向、100m的距離上可防住53式7.62mm穿甲彈，在滿足stanag-4569級防護標準的基礎上，有效阻止迎彈面的裂紋擴展，減小迎彈面的損傷面積，提升受打擊后的殘余強度，增加受打擊后的可視區域（受打擊后的可視區域大于60%），能夠極大地保證裝甲車輛對駕乘人員的安全防護和提供有效視野。
19、2、本專利技術提供的井字形結構陶瓷復合裝甲，在拼接式的迎彈面陶瓷上覆蓋了一層很薄的高硼硅酸玻璃，消除了因陶瓷拼接而產生的空隙、夾雜物和微裂紋等缺陷，保證透明裝甲長期使用能力。且較薄的玻璃覆蓋層會使子彈到達迎彈面陶瓷之前，應力波的作用不會使迎彈面陶瓷提前損壞從而降低防彈性能，從而保證拼接式陶瓷裝甲的優異防護性能。
20、3、本專利技術中在oca光學膠中加入99.99%純度的氧化鋯，引入氧化鋯不僅能改變oca光學膠的光學特性，使其與拼接的陶瓷模塊的折射率相匹配，還能增加其機械強度，有效提高其抗沖擊性和抗震動性，減輕在受到外力時發生的開裂、剝離或變形，提高裝甲防護性能。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種陶瓷復合裝甲，其特征在于，所述陶瓷復合裝甲由自上而下依次設置的覆蓋層(1)、迎彈面拼接層(2)、緩沖層(3)和防飛濺層(4)組成；所述迎彈面拼接層(2)由9塊鎂鋁尖晶石陶瓷模塊拼接而成，所述鎂鋁尖晶石模塊為80mm～120mm的正方形結構，覆蓋層(1)、緩沖層(3)和防飛濺層(4)的尺寸與由鎂鋁尖晶石模塊拼接而成的迎彈面拼接層(2)相同，所述覆蓋層(1)和緩沖層(3)采用高硼硅酸玻璃陶瓷材料，防飛濺層(4)采用聚碳酸酯材料。
2.根據權利要求1所述的一種陶瓷復合裝甲，其特征在于，所述覆蓋層(1)、迎彈面拼接層(2)、緩沖層(3)和防飛濺層(4)的厚度分別為0.5～0.9mm、4～6mm、5～9mm、2～4mm。
3.一種權利要求1或2所述的陶瓷復合裝甲的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的陶瓷復合裝甲的制備方法，其特征在于，步驟S-1中所述氧化鋯納米顆粒的純度大于等于99.99％。
5.根據權利要求3所述的陶瓷復合裝甲的制備方法，其特征在于，步驟S-1中還包括：用無水乙醇清洗氧化鋯納米顆粒，去除
6.根據權利要求3所述的陶瓷復合裝甲的制備方法，其特征在于，步驟S-2中所述的球磨轉速為180～220r/min，球磨時間為6～10h。
7.根據權利要求3所述的陶瓷復合裝甲的制備方法，其特征在于，各層之間的所述粘接材料為聚氨酯，粘接材料通過真空熱復合工藝粘接兩側基材。
8.根據權利要求3所述的陶瓷復合裝甲的制備方法，其特征在于，所述迎彈面拼接層(2)拼接縫處的改性OCA光學膠均通過真空壓合工藝進行粘黏。
...【技術特征摘要】
1.一種陶瓷復合裝甲，其特征在于，所述陶瓷復合裝甲由自上而下依次設置的覆蓋層(1)、迎彈面拼接層(2)、緩沖層(3)和防飛濺層(4)組成；所述迎彈面拼接層(2)由9塊鎂鋁尖晶石陶瓷模塊拼接而成，所述鎂鋁尖晶石模塊為80mm～120mm的正方形結構，覆蓋層(1)、緩沖層(3)和防飛濺層(4)的尺寸與由鎂鋁尖晶石模塊拼接而成的迎彈面拼接層(2)相同，所述覆蓋層(1)和緩沖層(3)采用高硼硅酸玻璃陶瓷材料，防飛濺層(4)采用聚碳酸酯材料。
2.根據權利要求1所述的一種陶瓷復合裝甲，其特征在于，所述覆蓋層(1)、迎彈面拼接層(2)、緩沖層(3)和防飛濺層(4)的厚度分別為0.5～0.9mm、4～6mm、5～9mm、2～4mm。
3.一種權利要求1或2所述的陶瓷復合裝甲的制備方法，其特征在于，具體包括以...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張樂，馬慶飛，邵岑，王思晴，陳航，陳士衛，李明洲，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。