[發(fā)明專利]一種無壓固相燒結(jié)碳化硼頭盔及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710824056.2
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107449324B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李兆敏;翟彥霞;甄風(fēng)磊;狄聚澤;劉歡
• 申請（專利權(quán)）人: 山東匯金新材料有限公司
• 主分類號: F41H1/04
• 分類號: F41H1/04;B28B1/14;B28B11/24;C04B35/563;C04B35/624
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻龍

本發(fā)明涉及一種無壓固相燒結(jié)碳化硼頭盔及其制備方法。該碳化硼頭盔是由以下質(zhì)量份數(shù)的原料為主要原料經(jīng)碳化硼漿料的制備、除泡、凝膠注模、干燥、二次干燥、燒結(jié)制備得到：碳化硼微粉70％～90％、碳黑0.5％～2.0％、丙烯酰胺(AM)5～20％、交聯(lián)劑2～10％，消泡劑0.2～1％，引發(fā)劑0.5～2.0％，分散劑0.5～2％；所制得的碳化硼頭盔密度為2.40g/cm³～2.50g/cm³。本發(fā)明制得的碳化硼頭盔具有質(zhì)輕且高致密度、高防彈性能的優(yōu)點，并且制備方法簡單、高效、成本低、成品率高，可連續(xù)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無壓固相燒結(jié)碳化硼頭盔及其制備方法，屬于陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

防彈頭盔是士兵、警察、保安等特殊工作人員常用的人體防護裝備，因此，制造出防彈性能好、佩戴舒適的防彈頭盔對于保護指戰(zhàn)人員具有非常重要的意義。

隨著科技的發(fā)展，武器的殺傷力也大幅度提高，剛質(zhì)、高分子或普通的陶瓷防彈材料已不能滿足要求，尋求新的高性能防彈材料刻不容緩。

碳化硼陶瓷具有密度低(2.52g/cm³)、熔點高(2450℃)、硬度高(僅次于金剛石和立方氮化硼)以及良好的熱中子吸收能力等一系列優(yōu)點,是一種理想的人體防彈材料。目前，現(xiàn)有技術(shù)中已有碳化硼應(yīng)用于制備防彈材料的相關(guān)報道。如，中國專利文獻CN103979972 A公開了一種熱壓燒結(jié)碳化硼防彈材料及其制備方法，該材料包括組分如下：碳化硼、TiO₂、α-SiC和炭黑；雖然此方法得到的碳化硼材料的性能較好，但是熱壓燒結(jié)設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本較高，且只能生產(chǎn)形狀簡單的產(chǎn)品。中國專利文獻CN 203657619U公開了一種一體注漿成型碳化硼-碳化硅復(fù)合陶瓷防彈頭盔體，該發(fā)明采用注漿一體成型制備了碳化硼陶瓷頭盔，但是此方法制備的頭盔致密度低，防彈性能差。又如，中國專利文獻CN103979971 A公開了一種液相燒結(jié)碳化硼防彈材料及其制備方法，該材料包括如下成分：碳化硼，α-Si₃N₄，α-SiC，炭黑，Al-Y系添加劑；其中，Al-Y系添加劑為Y₂O₃和Al₂O₃的混合物，這兩種物質(zhì)為低熔點、高揮發(fā)性物質(zhì)，易在碳化硼顆粒表面形成SiO₂，形成SiO₂-Y₂O₃-Al₂O₃體系，過早出現(xiàn)液相，在溫度高時強烈揮發(fā)引起失重，對材料的致密化不利。

因此，為了解決上述問題，制備得到質(zhì)輕且高致密度、高防彈性能的頭盔，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無壓固相燒結(jié)碳化硼頭盔，該碳化硼頭盔具有質(zhì)輕且高致密度、高防彈性能，可廣泛用于人體防護。

本發(fā)明還提供一種無壓固相燒結(jié)碳化硼頭盔的制備方法，該制備方法設(shè)備簡單、高效、成本低、成品率高，可連續(xù)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種無壓固相燒結(jié)碳化硼頭盔，是由以下質(zhì)量份數(shù)的原料為主要原料經(jīng)燒結(jié)制備得到：

碳化硼微粉70～90％、碳黑0.5～2.0％、丙烯酰胺(AM)5～20％、交聯(lián)劑2～10％，消泡劑0.2～1％，引發(fā)劑0.5～2.0％，分散劑0.5～2％。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)，引發(fā)劑為過硫酸銨((NH₄)₂S₂O₈)，消泡劑為磷酸三丁酯，分散劑為四甲基氫氧化銨(TMAH)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述碳化硼微粉的粒度為0.5～1.5μm；優(yōu)選的，所述碳化硼微粉的粒度為0.8μm。