[發明專利]一種復合裝甲結構及其制造方法

在審

• 申請號: 202110945795.3
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113829683A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 王耀奇;牛濤;侯紅亮;李紅;劉文祎;褚楚
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B3/12;B32B3/14;B32B7/02;B32B9/04;B32B15/04;B32B15/20;B32B15/14;B32B15/085;B32B15/088;B32B27/02;B32B27/32;B32B27/34;B32B7/12
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1.一種復合裝甲結構，其特征在于，所述復合裝甲結構包括陶瓷復合面板(1)、梯度泡沫金屬夾層(2)和背板(3)；

所述梯度泡沫金屬夾層(2)設置在陶瓷復合面板(1)和背板(3)之間，所述陶瓷復合面板(1)和梯度泡沫金屬夾層(2)、梯度泡沫金屬夾層(2)和背板(3)之間膠接固定；

所述陶瓷復合面板(1)包括陶瓷片(101)和形狀記憶合金蜂窩(102)，所述陶瓷片(101)鑲嵌在所述形狀記憶合金蜂窩(102)的蜂窩眼內；

所述梯度泡沫金屬夾層(2)包括多層泡沫金屬層，且從所述陶瓷復合面板(1)到背板(3)方向，各層所述泡沫金屬層的密度逐漸降低。

2.根據權利要求1所述的一種復合裝甲結構，其特征在于，所述形狀記憶合金蜂窩(102)由鎳鈦形狀記憶合金箔材制成，且所述鎳鈦形狀記憶合金箔材的相變溫度高于50℃，厚度為0.2-1mm；

所述陶瓷片(101)采用氧化鋁、碳化硅或碳化硼材質。

3.根據權利要求2所述的一種復合裝甲結構，其特征在于，所述形狀記憶合金蜂窩(102)為六邊形蜂窩結構，所述陶瓷片(101)為六邊形結構；所述陶瓷片(101)與所述形狀記憶合金蜂窩(102)上的蜂窩眼形狀大小相同。

4.根據權利要求1所述的一種復合裝甲結構，其特征在于，所述泡沫金屬層采用泡沫鋁、泡沫鈦或泡沫鎳材質。

5.根據權利要求1所述的一種復合裝甲結構，其特征在于，所述背板(3)采用玻璃纖維復合板、碳纖維復合板、芳綸纖維復合板、玄武巖纖維復合板或超高分子量聚乙烯纖維復合板。

6.一種復合裝甲結構制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

制備陶瓷復合面板；

對背板和各層泡沫金屬層分別進行粘結性能改善處理；

將各層泡沫金屬層疊層設置在陶瓷復合面板和背板之間，且在陶瓷復合面板、泡沫金屬層和背板相互貼合處分別設置膠膜，組成復合裝甲坯料；其中，從陶瓷復合面板到背板方向，各層泡沫金屬層的密度逐漸降低；

將所述復合裝甲坯料置于熱壓機中，進行熱壓固化處理，得到復合裝甲。

7.根據權利要求6所述的一種復合裝甲結構制造方法，其特征在于，所述制備陶瓷復合面板包括：

將鎳鈦形狀記憶合金箔材制備成形狀記憶合金蜂窩，所述形狀記憶合金蜂窩為六邊形蜂窩結構；

將陶瓷片加工成六邊形結構，并將其鑲嵌在形狀記憶合金蜂窩的六邊形蜂窩眼內，且陶瓷片與形狀記憶合金蜂窩的連接處涂有環氧樹脂膠黏劑。

8.根據權利要求7所述的一種復合裝甲結構制造方法，其特征在于，制備所述形狀記憶合金蜂窩的過程包括：

利用箱式電阻爐對鎳鈦形狀記憶合金箔材進行熱處理，熱處理溫度范圍為450-550℃、時長為0.5-1h，爐冷至室溫，其中，鎳鈦形狀記憶合金箔材的相變溫度高于50℃，鎳鈦形狀記憶合金箔材的厚度為0.2-1mm；

利用拉伸機對熱處理后的鎳鈦形狀記憶合金箔材進行預拉伸處理，拉伸形變形量為4％-6％；

將鎳鈦形狀記憶合金箔材制備成六邊形蜂窩形結構。

9.根據權利要求6所述的一種復合裝甲結構制造方法，其特征在于，所述粘結性能改善處理包括：

對所述泡沫金屬層進行陽極化或噴砂處理；

對背板的單側板面進行打磨處理。

10.根據權利要求6所述的一種復合裝甲結構制造方法，其特征在于，所述熱壓固化處理包括：

熱壓機內加載0.1-0.2MPa；以2℃/min的速度升溫至90-120℃，保溫、保壓1-2h后，隨爐降溫至室溫；熱壓機卸載。