[發明專利]一種防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110263728.3
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113290959B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 尹邦進;陳沖;尹志勇;王超生
• 申請（專利權）人: 浙江吉成新材股份有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 陳俊好

本發明公開一種防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料及其制備方法，該陶瓷復合材料為層狀結構，自上而下包括聚脲層、芳綸層、碳化硼復合陶瓷層、碳纖維或鈦板層、PE層和聚脲層，碳化硼復合陶瓷層中包括質量百分比為(90～98):(2～10)的碳化硼、碳納米管或硼化鈦。本發明通過對組分的控制獲得了高性能碳化硼陶瓷，通過層狀結構的設計使得本發明提供的陶瓷復合材料可成功防御12.7mm穿甲燃燒彈，且面密度控制在40kg/m²以內，滿足裝備升級要求。該制備方法制備的陶瓷復合材料便于直升機防護區域的裝卸和升級，同時制備方法工藝簡單，適于大規模生產。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，尤其是一種防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料及其制備方法。

背景技術

國內外直升機的防護區域集中于飛機座艙底板，兩側、座艙椅、駕駛艙玻璃及發動機艙等位置，防護目標以12.7mm穿甲燃燒彈為主。而現有采用的碳化硼防彈復合材料存在面密度大、碳化硼性能偏低等問題。

發明內容

本發明提供一種防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料及其制備方法，用于克服現有技術中面密度大、碳化硼性能偏低等缺陷。為實現上述目的，本發明提出一種防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料，所述陶瓷復合材料為層狀結構，自上而下包括聚脲層、芳綸層、碳化硼復合陶瓷層、碳纖維或鈦板層、PE層和聚脲層；

所述碳化硼復合陶瓷層中包括質量百分比為(90～98):(2～10)的碳化硼、碳納米管或硼化鈦。

為實現上述目的，本發明還提出一種防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料的制備方法，包括：

S1：按質量百分比(90～98):(2～10)稱取碳化硼、碳納米管或硼化鈦，并對所述碳化硼進行預處理，獲得粒徑為D50＝0.2～0.5μm的碳化硼；

S2：向預處理后的碳化硼中加入所述碳納米管或硼化鈦，球磨2～3h，獲得混合料；

對所述混合料進行噴霧干燥，獲得復合顆粒；

S3：根據實際需要設計碳化硼復合陶瓷層的形狀、尺寸和厚度，根據碳化硼復合陶瓷層的形狀、尺寸選擇模具，根據碳化硼復合陶瓷層的厚度稱取所述復合顆粒，將稱取的復合顆粒填鋪在選擇的模具中，加壓真空燒結，獲得碳化硼復合陶瓷塊；

S4：利用EVA膠膜將芳綸層、碳化硼復合陶瓷層、碳纖維或鈦板層、PE層復合，然后在PE層和芳綸層外側噴涂聚脲，獲得陶瓷復合材料。

與現有技術相比，本發明的有益效果有：

1、本發明提供的防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料為層狀結構，自上而下包括聚脲層、芳綸層、碳化硼復合陶瓷層、碳纖維或鈦板層、PE層和聚脲層，碳化硼復合陶瓷層中包括質量百分比為(90～98):(2～10)的碳化硼、碳納米管或硼化鈦。聚脲層為包覆層，芳綸層為止裂層，碳化硼復合陶瓷層為破甲層，碳纖維或鈦板層為過渡層，PE層為支撐層。破甲層中碳納米管或硼化鈦起到增韌增強的效果，在碳納米管或硼化鈦增強陶瓷基復合材料的制備過程中，網絡狀均勻分布的碳納米管或硼化鈦能夠抑制陶瓷基體晶粒長大，起到細化陶瓷基體晶粒和促進致密度的作用，從而提高陶瓷復合材料的機械性能。碳纖維層起到增強增韌的作用，并基本不會增加產品的面密度。本發明通過對組分的控制獲得了高性能碳化硼陶瓷，然后通過層狀結構的設計使得本發明提供的陶瓷復合材料可成功防御12.7mm穿甲燃燒彈，且面密度在40kg/m²以內，滿足裝備升級要求。

2、本發明提供的防12.7mm穿甲燃燒彈的陶瓷復合材料的制備方法可根據實際需要制備出不同形狀、尺寸、性能的陶瓷復合材料，便于直升機防護區域的裝卸和升級；同時，本發明提供的制備方法工藝簡單，適于大規模生產。

附圖說明