[發(fā)明專利]一種輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010953377.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN112066805B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉吉平;李年華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F41H5/04
• 分類號(hào): F41H5/04
• 代理公司: 北京正陽理工知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

本發(fā)明涉及一種輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)，屬于裝備防護(hù)技術(shù)與特種材料制備領(lǐng)域。由迎彈層、緩沖層、過渡層和背彈層依次安裝構(gòu)成；所述迎彈層由高性能碳纖維結(jié)構(gòu)層交替層疊設(shè)置，所述背彈層為硬質(zhì)芳綸板；所述緩沖層為單層碳化硼陶瓷與UHMWPE纖維布的組合結(jié)構(gòu)層，UHMWPE纖維布結(jié)構(gòu)層在碳化硼陶瓷的下方；所述過渡層為單層碳化硼陶瓷與芳綸纖維布的組合結(jié)構(gòu)層，芳綸纖維布結(jié)構(gòu)層在碳化硼陶瓷的下側(cè)；本發(fā)明的輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)組成簡單，具有輕量化的顯著優(yōu)勢，當(dāng)受到彈丸沖擊時(shí)，能夠有效減少?zèng)_擊波對(duì)防彈主體材料的沖擊，無防彈結(jié)構(gòu)被穿透、層間分離等現(xiàn)象，背凸現(xiàn)象不明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)，屬于裝備防護(hù)技術(shù)與特種材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

從古至今戰(zhàn)爭從未停歇，各個(gè)國家與地區(qū)之間的矛盾也從未間斷，而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國際形勢也變得復(fù)雜多變，而武器的不斷升級(jí)對(duì)戰(zhàn)士們的生命造成了更大的威脅。人體防彈防護(hù)裝備對(duì)戰(zhàn)士們的生命安全起到了很好的保護(hù)作用，防彈裝備要求材料能吸收和耗散彈頭、碎片的動(dòng)能、阻止穿透、有效保護(hù)人體受保護(hù)部位。為了減少傷亡和提高軍隊(duì)的戰(zhàn)斗能力，防護(hù)材料也必須隨之升級(jí)，特別是在輕量化、機(jī)動(dòng)性等方面。傳統(tǒng)的防彈材料多采用防彈鋼板，利用增加材料厚度或疊層使用等手段實(shí)現(xiàn)更好的防護(hù)效果，但同時(shí)給防護(hù)裝備造成較大的重量負(fù)擔(dān)。因此，使用防彈效果相同或者更加優(yōu)異，并同時(shí)具有輕量化、高性能化等特點(diǎn)的防護(hù)材料具有非常重大的實(shí)際意義。高性能纖維防彈復(fù)合材料通過采用纖維與陶瓷材料相結(jié)合的方式，顯著減少了防彈鋼板厚度，有效降低防護(hù)材料質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了輕量化的目標(biāo)，而且防彈效果非常優(yōu)異。現(xiàn)在對(duì)防彈材料的研究非常的多，但對(duì)纖維/陶瓷基復(fù)合防彈材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究較少，在現(xiàn)有防彈材料的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化復(fù)合防彈材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠顯著提高防護(hù)能力，并保持其輕量化的優(yōu)點(diǎn)。專利CN207556366U提供了一種包括剛性受彈層和背彈層的防彈結(jié)構(gòu)，能夠有效減少?zèng)_擊波對(duì)背彈層的沖擊，其缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)厚度過大，使得防彈裝備厚重，沒有靈活性，制備工藝復(fù)雜。因此，針對(duì)防彈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的短板，提供一種輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)，對(duì)更好地提高防彈材料的防護(hù)性能具有重大的戰(zhàn)略意義和軍事價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決纖維/陶瓷基復(fù)合防彈材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致結(jié)構(gòu)厚度過高，不能滿足輕量化要求的缺點(diǎn)，而提供的一種輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)搭配簡單，能夠有效結(jié)合各種材料的優(yōu)異防護(hù)特性，所得纖維/陶瓷基復(fù)合防彈材料具有良好的防護(hù)性能，當(dāng)收到彈丸沖擊時(shí)，能夠有效減少?zèng)_擊波對(duì)防彈主體材料的沖擊，減少防彈結(jié)構(gòu)被穿透、背凸過大或者層間分離等現(xiàn)象。

本發(fā)明專利的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)，所述防彈結(jié)構(gòu)包括迎彈層、緩沖層、過渡層和背彈層；所述迎彈層設(shè)置于所述輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)的最外側(cè)，所述背彈層設(shè)置于所述輕量化纖維/陶瓷基復(fù)合防彈結(jié)構(gòu)的最內(nèi)側(cè)，其中，所述迎彈層由高性能碳纖維結(jié)構(gòu)層交替層疊設(shè)置，所述背彈層為硬質(zhì)芳綸板；所述緩沖層、過渡層設(shè)置于迎彈層和背彈層之間，其中，所述緩沖層設(shè)置在迎彈層的下側(cè)，為單層碳化硼陶瓷與UHMWPE纖維布的組合結(jié)構(gòu)層，UHMWPE纖維布結(jié)構(gòu)層在碳化硼陶瓷的下側(cè)，所述過渡層設(shè)置在緩沖層的下側(cè)，并與背彈層相連，為單層碳化硼陶瓷與芳綸纖維布的組合結(jié)構(gòu)層，芳綸纖維布結(jié)構(gòu)層在碳化硼陶瓷的下側(cè)。