[發明專利]一種輕質波紋陶瓷復合結構裝甲板及其制備方法

無效

• 申請號: 201210271479.3
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102767993A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 張錢城;盧天健;金峰;倪長也;王博;閆雷雷
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F41H7/04
• 分類號: F41H7/04;B32B3/28;B32B15/04;B32B18/00;B32B7/04;B32B38/18;B32B37/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于裝甲生產技術領域，涉及結構裝甲及其制備方法，具體涉及一種輕質波紋陶瓷復合結構裝甲板及其制備方法。

背景技術

目前，由于均質鋼裝甲的鋼層厚、質量重，其影響了裝甲車輛的機動性和運行能力；而反應裝甲在工作時會對裝甲車輛內外的人員或設備帶來附加損傷，并會產生噪聲，且其結構復雜，影響其可靠性，成本也較高。因此輕質、高強度、無噪聲、成本低以及結構簡單可靠的復合材料裝甲已成為未來裝甲的主要發展方向。

由于陶瓷材料具有耐磨、耐熱、抗壓、高剛度、化學性能穩定的特點，現在的復合材料結構裝甲中大量使用陶瓷材料，具體在應用中有兩種方式：一種是采用陶瓷板或陶瓷塊直接用做結構裝甲的正面層，例如，2003年9月13日公告的CN2573990Y的中國實用新型專利說明書就公開了這樣一種采用陶瓷板或塊直接用做結構裝甲的正面層的“一種復合材料防彈承力裝甲板”，其面板即結構裝甲的正面層就是直接用陶瓷板構成，這樣的結構裝甲在直接面對飛彈的沖擊時，很可能會產生損壞，甚至碎裂，而且整板陶瓷抗侵徹時局部作用明顯，并不能充分發揮裝甲的整體抗侵徹能力；另一種是采用陶瓷球、陶瓷片或者陶瓷團粒等陶瓷單元，通過有機膠或固化劑與樹脂或金屬直接粘接成型，例如，2007年4月18日公開的中國發明專利申請公布說明書就公開了這樣一種采用陶瓷球通過樹脂直接粘接成型的“一種陶瓷球/樹脂復合材料裝甲板”，這樣的結構裝甲，其陶瓷材料形狀及其直接粘結成型的方法并不能很好地發揮陶瓷材料高硬度、高強度的特點，抵抗飛彈的能力有限，且粘結成型工藝復雜不便進行規?；a。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種輕質波紋陶瓷復合結構裝甲板及其制備方法。

為達到上述目的，本發明的輕質波紋陶瓷復合結構裝甲板包括兩塊金屬面板以及焊接在兩塊金屬面板之間的波紋芯體形成的波紋結構夾層板，在波紋結構夾層板的三棱柱狀槽內填充有三棱柱狀陶瓷芯材，且在三棱柱狀陶瓷芯材與波紋結構夾層板之間的空隙中填充有樹脂材料。

本發明的制備方法如下：

1）將金屬板材平整后再折彎獲得角度為θ的波紋芯體，隨后對波紋芯體和兩塊金屬面板清洗除銹除油后烘干，采用激光焊接或者釬焊技術將兩塊金屬面板分別和波紋芯體的頂部和底部焊接在一起構成波紋結構夾層板；

2）在金屬結構夾層板的各個三棱柱凹槽內填充三棱柱凹槽空間體積5-10%的液態樹脂材料，然后在各個三棱柱凹槽內分別插入對應的三棱柱狀陶瓷芯材，對填充了液態樹脂材料和三棱柱狀陶瓷芯材的金屬結構夾層板進行封裝，固化樹脂材料，固化成型后得到輕質波紋陶瓷復合結構裝甲；

或在波紋結構夾層板的各個三棱柱凹槽內分別插入三棱柱狀陶瓷芯材，在波紋結構夾層板與各個三棱柱狀陶瓷芯材之間的縫隙中填充液態樹脂材料，然后對填充了液態樹脂材料的金屬結構夾層板進行封裝，固化樹脂材料，固化成型后得到輕質波紋陶瓷復合結構裝甲。

所述的波紋芯體的制備過程為：將金屬板材采用平整機平整，然后再采用液壓機模壓或者冷彎機折彎獲得角度為θ的波紋芯體，波紋芯體的面板厚度為0.5mm-5mm，角度θ為15°-85°。

所述的金屬板材、金屬面板為碳鋼鋼板、不銹鋼板、鋁板、鈦板或裝甲板。

所述的清洗采用金屬清洗劑清洗。

所述的波紋結構夾層板與各個三棱柱狀陶瓷芯材之間的縫隙控制在0.5-1mm。

所述的填充液態樹脂是通過樹脂注射機填充的。

所述的三棱柱狀陶瓷芯材采用Al₂O₃、B₄C、SiC、AlN或者TiB₂陶瓷材料。

所述的金屬面板的板厚為1mm-10mm。

所述的樹脂材料為環氧類樹脂或聚酰胺及氨基樹脂。

本發明通過焊接將兩塊金屬面板與波紋芯體焊接形成波紋結構夾層板，在波紋芯體的三棱柱狀槽內填充三棱柱狀陶瓷芯材，以及在三棱柱狀陶瓷芯材與波紋夾層板的空隙中填充樹脂材料；這樣的輕質復合結構裝甲的整體性結構有利于發揮陶瓷芯材銷蝕彈丸，偏轉彈丸的作用，且更能發揮出陶瓷芯材高硬度、高強度以及有效耐飛彈沖擊的性能；另外由于該輕質復合結構裝甲的波紋芯體采用模壓或者折疊技術制備，工藝簡單且成本低廉，適合于各種規格尺寸的波紋陶瓷復合結構裝甲板規模化生產。

附圖說明

圖1是本發明波紋結構夾層板5的結構示意圖，是從易于觀察的角度去除部份上部金屬面板的結構示意圖。