[發(fā)明專利]一種復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110945795.3
• 申請(qǐng)日: 2021-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN113829683A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耀奇;牛濤;侯紅亮;李紅;劉文祎;褚楚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B32B9/00
• 分類號(hào): 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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本發(fā)明涉及裝甲技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)及其制造方法。所述復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)包括陶瓷復(fù)合面板、梯度泡沫金屬夾層和背板；所述陶瓷復(fù)合面板包括陶瓷片與形狀記憶合金蜂窩結(jié)構(gòu)；所述梯度泡沫金屬夾層設(shè)置在陶瓷復(fù)合面板和背板之間，所述陶瓷復(fù)合面板和梯度泡沫金屬夾層、梯度泡沫金屬夾層和背板之間膠接固定。所述復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)防護(hù)能力強(qiáng)，利用形狀記憶合金蜂窩對(duì)陶瓷片形成強(qiáng)約束，可有效提升復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)抗多發(fā)彈打擊能力，采用梯度泡沫金屬夾層作為夾芯層，可充分發(fā)揮泡沫金屬的吸能特性，提升裝甲的防彈性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于裝甲技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，為了有效的保護(hù)作戰(zhàn)人員及裝備安全，通常會(huì)加裝防護(hù)裝甲結(jié)構(gòu)，提升其戰(zhàn)場(chǎng)的生存能力，隨著反裝甲武器破壞能力的不斷提高，裝甲的防護(hù)能力需進(jìn)一步提升，同時(shí)作戰(zhàn)人員及裝備的機(jī)動(dòng)性能是其作戰(zhàn)能力的重要指標(biāo)，這就要求裝甲防護(hù)結(jié)構(gòu)不僅具有高效的防護(hù)能力，而且還要具有輕質(zhì)的特性。目前常用的裝甲結(jié)構(gòu)通常有兩種形式，單一材料制備的裝甲結(jié)構(gòu)和不同材料復(fù)合在一起組成的復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)。

單一材料制備的裝甲防結(jié)構(gòu)如裝甲鋼、鈦合金、鋁合金、陶瓷等。為了增加其防彈性能，通常采用增加裝甲厚度，或?qū)⒀b甲材料與陶瓷或納米材料復(fù)合在一起形成復(fù)合材料。如將石墨烯摻雜在鋁合金、鈦合金、高溫合金或陶瓷材料中形成復(fù)合材料裝甲。由多種不同性能的材料通過一定的方式組合在一起的復(fù)合裝甲，與單一材料制備的裝甲相比具有更優(yōu)異的防護(hù)性能，最常見的復(fù)合裝甲是由陶瓷復(fù)合面板和高分子聚氯乙烯背板組成。復(fù)合裝甲可充分利用不同材料的性能特征來實(shí)現(xiàn)防護(hù)性能的提升。

目前，復(fù)合裝甲作為一種先進(jìn)的防護(hù)結(jié)構(gòu)，在保護(hù)作戰(zhàn)人員及裝備方面獲得了廣泛應(yīng)用，但仍存在不足之處，未能充分發(fā)揮不同材料的性能特征。如抗彈陶瓷在沖擊載荷的作用下將產(chǎn)生破裂和飛濺，這將大幅度降低裝甲結(jié)構(gòu)的抗多發(fā)彈的能力；泡沫金屬不僅密度低、而且具有一定的吸能特性，但其平臺(tái)應(yīng)力低，對(duì)陶瓷復(fù)合面板起不到有效的支撐，因此在提高復(fù)合裝甲的防護(hù)性能方面較弱，特別是抗彈抗破片能力。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)包括陶瓷復(fù)合面板、梯度泡沫金屬夾層和背板；

所述梯度泡沫金屬夾層設(shè)置在陶瓷復(fù)合面板和背板之間，所述陶瓷復(fù)合面板和梯度泡沫金屬夾層、梯度泡沫金屬夾層和背板之間膠接固定；

所述陶瓷復(fù)合面板包括陶瓷片和形狀記憶合金蜂窩，所述陶瓷片鑲嵌在所述形狀記憶合金蜂窩的蜂窩眼內(nèi)；

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

進(jìn)一步的，所述形狀記憶合金蜂窩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；

所述陶瓷片采用氧化鋁、碳化硅或碳化硼材質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述形狀記憶合金蜂窩為六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)，所述陶瓷片為六邊形結(jié)構(gòu)；所述陶瓷片與所述形狀記憶合金蜂窩上的蜂窩眼形狀大小相同。

進(jìn)一步的，所述泡沫金屬層采用泡沫鋁、泡沫鈦或泡沫鎳材質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述背板采用玻璃纖維復(fù)合板、碳纖維復(fù)合板、芳綸纖維復(fù)合板、玄武巖纖維復(fù)合板或超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合板。

本發(fā)明還提供了一種復(fù)合裝甲結(jié)構(gòu)制造方法，所述制造方法包括：

制備陶瓷復(fù)合面板；

對(duì)背板和各層泡沫金屬層分別進(jìn)行粘結(jié)性能改善處理；

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