[發明專利]一種易于加工的單晶藍寶石防彈玻璃及其加工方法

有效

• 申請號: 201410304299.X
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104057666A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 薛衛明;馬遠;牛沈軍;吳勇;周健杰;邱一豇
• 申請（專利權）人: 江蘇中電振華晶體技術有限公司
• 主分類號: B32B17/06
• 分類號: B32B17/06;B32B17/10;B32B37/00
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發明涉及一種單晶藍寶石防彈玻璃，具體涉及一種易于加工的單晶藍寶石防彈玻璃。

背景技術

防彈玻璃是由玻璃（或有機玻璃）和優質工程塑料經特殊加工得到的一種復合型材料，不同廠商生產的防彈玻璃各異。但基本上都是在玻璃層中夾上聚碳酸酯材料層，這一過程稱為層壓。在這個過程中，形成了一種類似普通玻璃但比普通玻璃更厚的物質。玻璃可以是普通的玻璃、浮法玻璃、透明微晶或強化玻璃等，聚碳酸酯是一種硬性透明塑料。防彈玻璃的厚度在7 毫米到75 毫米之間。射在防彈玻璃上的子彈會將外層的玻璃擊穿，但聚碳酸酯玻璃材料層能夠吸收子彈的能量，從而阻止它穿透玻璃內層。CN203229462U公開了一種新型防彈玻璃，包括銫鉀玻璃復合層，所述的銫鉀玻璃復合層的上部與下部分別設有與之相粘合的硅酸鹽溶液膜層。CN2499227Y 公開了一種防爆防彈玻璃，包括含PVB 或PU 膠片的平面或弧面夾層玻璃，并且在夾層玻璃中的PVB 或PU 膠片的玻璃之間有一鈦金膜或PC 。CN103486908A公開了一種防彈玻璃，依次由夾層玻璃、聚氨酯膠片和PC 板復合而成。CN101795862A公開了一種抗穿甲彈的窗玻璃，包含三個玻璃層，玻璃層之間被粘合層連接，粘合層采用放碎裂和吸能材料復合而成。

防彈玻璃在炕單過程中，外層玻璃被子彈撞擊和侵蝕，最后斷裂，因此防彈玻璃的外層防彈板的高強度和高壓縮性是決定了整個防彈玻璃抗彈性能的最主要因素之一。而玻璃屬于多晶材料，其彈性模量、抗拉強度和抗剪強度遠不及鋼彈，因此防彈玻璃的應用范圍受制于玻璃的種種特性。

另一方面，藍寶石擁有極高的熔點，其彈性模量、抗拉強度和抗剪強度可以超過一般的炮鋼。目前最常用的生長藍寶石板材的方法為EFG 法，該方法借助模具，將高溫氧化鋁熔液直接定向凝固成大尺寸單晶藍寶石板材，但由于直接生長的晶體表面粗糙，粗糙的表面對光進行了不同方向的折射，使其可見光透過后的圖像采生了嚴重變形，無法達到透明裝甲對外部觀察的要求。在以往的藍寶石單晶EFG 板材在應用于防彈玻璃之前，為了解決粗糙的表面對光不同方向折射的影響，需要對晶體進行磨拋處理。這是一個加工成本很大的處理。因為藍寶石莫氏硬度達到9，磨拋的過程難度大、而且加工過程中還要注意防止晶體表面應力變化，當板材的面積很大時，硬度很高的材料磨拋很難保證平整度（TTV）和翹曲度（BOW）。

因此，如果想低成本地利用藍寶石作為防彈透明裝甲，需要降低藍寶石防彈玻璃的制造難度。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種易于加工的單晶藍寶石防彈玻璃，降低了生產成本。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種易于加工的單晶藍寶石防彈玻璃，包括至少四層結構，依次為折射率與藍寶石接近的外層光學玻璃層、單晶藍寶石層、折射率與藍寶石接近的內層光學玻璃層以及透明有機材料層。

進一步地，所述的單晶藍寶石層為高溫熔液定向凝固形成的單晶板材，且單晶藍寶石層表面未經任何加工或未經拋光處理。

進一步地，所述的外層光學玻璃層或者內層光學玻璃層至少包含一層透明且可見光波折射率為1.755～1.77的光學玻璃。

進一步地，所述的光學玻璃為含有二氧化硅和氧化鉛的重火石玻璃或者含有二氧化硅和鑭火石玻璃中的一種或者兩種。

進一步地，所述的重火石玻璃或者鑭火石玻璃為浮法玻璃、平拉玻璃、垂直引上玻璃或延壓玻璃。

進一步地，所述的外層光學玻璃層的厚度為0.2～10mm，內層光學玻璃層的厚度為0.2～10mm。

進一步地，所述的透明有機材料層的厚度為3～10mm，采用的材料為聚碳酸酯板材、聚碳酸酯纖維層、丙烯酸酯纖維層、聚乙烯層或聚氨酯層。

進一步地，所述的單晶藍寶石層的厚度為8～50mm，其與光學玻璃的貼合面為藍寶石晶體的A面或M面。

進一步地，所述的內層光學玻璃層和透明有機材料層之間設置有聚氨酯膠片粘合層。

本發明還提供了一種易于加工的單晶藍寶石防彈玻璃的加工方法，包括加工藍寶石復合玻璃、藍寶石復合玻璃磨拋處理和貼合透明有機材料三個步驟，具體操作如下：

（1）加工藍寶石復合玻璃：將外層光學玻璃層和內層光學玻璃層分別貼合于單晶藍寶石層的兩側，升溫至500℃～1200℃，保溫2～6小時，在外層光學玻璃層和內層光學玻璃層上均勻施加0.1MPa～5MPa的壓力，保壓2～20小時，以100～500℃/h降至550～650℃，保溫2～20h，再緩慢降至室溫，獲得藍寶石復合玻璃；