[發(fā)明專利]一種整體式碳化硅木質(zhì)陶瓷防彈面板及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810245687.3
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108395251A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳智勇;程廣偉;姚永玉;李妙玲;劉建壽;李彬;馮新立
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽理工學(xué)院
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/80;C04B35/622;C04B35/65;F41H5/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 魏新培

一種整體式碳化硅木質(zhì)陶瓷防彈面板的制備方法，原料由以下重量百分?jǐn)?shù)的組份組成：楊木粉28?32%、短切碳纖維粉18?22%、酚醛樹脂粉38?42%、中空陶瓷微球10?15%。其中，楊木粉、短切碳纖維粉、酚醛樹脂粉和中空陶瓷微球的總重量計100%。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中整體式陶瓷防彈面板脆性大、成型工藝復(fù)雜、中彈后破損面積大以及拼接陶瓷在接縫處存在薄弱點的缺陷，制備的碳化硅木質(zhì)陶瓷降低了整體式陶瓷板的脆性、抗多發(fā)打擊能力提高，改善了防彈面板的防彈能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及木質(zhì)陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種整體式碳化硅木質(zhì)陶瓷防彈面板的制備方法。

背景技術(shù)

防彈材料的研發(fā)和生產(chǎn)能力體現(xiàn)了國家的軍事實力，是維護國家安全和社會治安的重要保證。隨著世界軍事科技迅猛發(fā)展、反恐戰(zhàn)爭全球化和人們防護意識的增強，防彈材料的研發(fā)越來越受到世界各國的重視，作戰(zhàn)裝甲車、武裝直升機、裝甲防暴車、個人防彈衣等防護武器裝備對防彈材料的要求也越來越高。防彈材料的輕質(zhì)化、防彈性能的提升，可大大提高其防護車輛、個人快速反應(yīng)能力和機動靈活性，保證自身安全防護。

防彈材料按照原材料的種類分，主要有金屬板防彈材料、陶瓷板防彈材料、高性能纖維復(fù)合防彈材料和組合防彈材料等。陶瓷板材料具有極高的強度、硬度、彈性模量和相對金屬較低的密度，化學(xué)穩(wěn)定性良好，耐高溫、耐沖蝕和耐磨損，能在減輕裝甲質(zhì)量的基礎(chǔ)上很好地抵御高速穿甲彈的侵蝕。目前，陶瓷防彈材料通常選用氧化鋁、碳化硅、碳化硼和氮化硅，然而，陶瓷材料也存在諸多缺點，如塑性差、斷裂強度低且易產(chǎn)生脆性斷裂、成型尺寸較小等，使陶瓷至今仍然不能作為均質(zhì)裝甲單獨使用。

以陶瓷為面板和以纖維增強樹脂基復(fù)合材料或金屬材料為背板所構(gòu)成的組合防彈材料（又稱復(fù)合裝甲），與傳統(tǒng)的金屬均質(zhì)裝甲相比是一種更為有效的輕型防護裝甲，這種裝甲可利用彈體侵徹各階段特有的侵徹機理，使面板和背板材料的性能優(yōu)勢分別得以最大限度地發(fā)揮，目前，已廣泛應(yīng)用于武裝直升機、裝甲車輛、防彈衣中。作為防彈面板的陶瓷，目前，主要由小塊陶瓷拼接成面板和整塊陶瓷作為面板兩種方式。隨著防彈陶瓷燒結(jié)工藝的進(jìn)步，大尺寸的單塊陶瓷板已能夠制備得到，同小塊陶瓷拼接而成的面板相比，整塊陶瓷復(fù)合裝甲板生產(chǎn)效率高，防彈均一性較好，但中彈后破損面積較大，削弱了復(fù)合板的整體剛度，導(dǎo)致抗多發(fā)打擊能力弱，且成型工藝復(fù)雜，性能不穩(wěn)定；而拼接陶瓷復(fù)合板抗多發(fā)打擊能力強，且對不同形狀的背板可快捷的進(jìn)行拼接，因此目前拼接式防彈陶瓷是組合陶瓷的主流形式。但拼接式的防彈陶瓷拼接縫多，縫間隙控制難度大，接縫處是防彈薄弱點，實際有效防護面積小于陶瓷面板的面積。

申請?zhí)枮?017107509406的專利，公開了一種嵌扣式防彈陶瓷片及其制備方法，其采用的嵌扣式防彈陶瓷片結(jié)構(gòu)形式能有效提高拼接式陶瓷面板的拼接縫隙處的防彈性能，但其防彈均一性仍達(dá)不到整體式陶瓷面板的防彈均一性。

如何降低大尺寸整體式陶瓷板的脆性、提高它的抗多發(fā)打擊能力，是目前防彈材料急需攻克的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種整體式碳化硅木質(zhì)陶瓷防彈面板制備方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)中整體式陶瓷防彈面板脆性大、成型工藝復(fù)雜、中彈后破損面積大以及拼接陶瓷在接縫處存在薄弱點的缺陷，制備的碳化硅木質(zhì)陶瓷降低了整體式陶瓷板的脆性、抗多發(fā)打擊能力提高，改善了防彈面板的防彈能力。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：一種整體式碳化硅木質(zhì)陶瓷防彈面板，原料由以下重量百分?jǐn)?shù)的組份組成：楊木粉28-32%、短切碳纖維粉18-22%、酚醛樹脂粉38-42%、中空陶瓷微球10-15%。其中，楊木粉、短切碳纖維粉、酚醛樹脂粉和中空陶瓷微球的總重量計100%。

本發(fā)明中，楊木粉的長度為100-200μm，直徑為20-30μm。

本發(fā)明中，短切碳纖維粉的長度為100-500μm，直徑為7μm。

本發(fā)明中，酚醛樹脂粉的固含量≥50%，游離酚含量≤15%。