[發(fā)明專利]一種低成本輕質高防彈性能B4C/SiC復合陶瓷防彈板及制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610035109.8
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105601280A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設計）人: 李文杰;張玉軍;李兆敏;翟彥霞;劉歡;吳修政;狄聚澤
• 申請（專利權）人: 山東寶納新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/634;C04B35/65
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

1.一種低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板，密度為2.70g/cm³～2.90g/cm³， 采用碳化硅造粒粉為原料，所述的碳化硅造粒粉，原料組分及其質量百分比組成如下：碳化 硅微粉60％～80％、炭黑0.5％～3％、石墨0.5％～3％、碳化硼3％～20％，粘結劑11％～22％，各 組分質量百分比之和為100％。

2.根據(jù)權利要求1所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板，其特征在于， 所述的碳化硅微粉的粒度為4～15μm，進一步優(yōu)選，9μm。

3.根據(jù)權利要求1所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板，其特征在于， 碳化硅造粒粉的粒徑為0.4～0.45mm。

4.根據(jù)權利要求1所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板，其特征在于， 所述的碳化硅造粒粉原料組分及其質量百分比組成如下：碳化硅微粉60％～73％、炭黑0.5％～ 2％、石墨0.5％～2％、碳化硼5％～16％，粘結劑16％～20％，各組分質量百分比之和為100％。

5.根據(jù)權利要求1所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板，其特征在于， 所述的粘結劑為聚乙烯醇和酚醛樹脂，聚乙烯醇的分子量為1000～5000，酚醛樹脂分子量為 500-3000；進一步優(yōu)選的，聚乙烯醇與酚醛樹脂的質量比為：(8～12)：(3～10)。

6.根據(jù)權利要求1所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板，其特征在于， 炭黑、石墨、碳化硼的粒徑為30-100nm。

7.根據(jù)權利要求1所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板，其特征在于， 所述的碳化硅造粒粉是按如下方法制備得到：

取碳化硅微粉、酚醛樹脂、炭黑、石墨、碳化硼混合均勻，得造粒粉混合物，向造粒粉 混合物加入質量濃度11％～19％的聚乙烯醇、質量濃度25％～28％的氨水和去離子水混合均勻，氨 水的加入量為造粒粉混合物質量的0.1％～0.5％，去離子水的加入量為造粒粉混合物質量的 45％～50％，球磨20～24h、噴霧造粒，即得。

8.權利要求1所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板的制備方法，包括 步驟如下：

(1)壓制：將原料碳化硅造粒粉填入模具中，刮去多余的碳化硅造粒粉，壓制成多弧面 防彈板坯體；

(2)干燥：將步驟(1)制得的多弧面防彈板坯體于40-80℃下干燥10-30小時；

(3)排膠：將干燥后的多弧面防彈板坯體在真空狀態(tài)下，升溫至溫度600-800℃保溫 10-60min進行排膠，氮氣保護降至室溫；

(4)修坯：將排膠后的多弧面防彈板坯體修整，得修整后多弧面防彈板坯體；

(5)燒結：將修整后多弧面防彈板坯體置于真空反應燒結爐中，下面鋪金屬硅粒，硅粒 的用量為坯體質量的0.5-1.5倍，升溫至溫度1530-1760℃進行燒結，燒結時間：30-180min， 燒結過程中通入氬氣作為保護氣體，自然降溫，得低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷 防彈板。

9.根據(jù)權利要求8所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板的制備方法， 其特征在于，步驟(1)中，壓制的壓力為18-22MPa，壓制時間5-25s，步驟(2)中，壓制 成型的防彈板坯體放入干燥室中干燥，干燥溫度優(yōu)選60-70℃，干燥時間為20-28h。

10.根據(jù)權利要求8所述的低成本輕質高防彈性能B₄C/SiC復合陶瓷防彈板的制備方法， 其特征在于，步驟(3)中，排膠溫度為650-750℃，升溫速率為5-20℃/min，保溫時間為 20-40min；優(yōu)選的，升溫速率為10-15℃/min；步驟(5)中，燒結溫度為1580-1730℃，保 溫60-120min，升溫速率為2-40℃/min；優(yōu)選的，升溫速率10-30℃。