[發(fā)明專利]基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210702707.1
• 申請(qǐng)日: 2022-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN115127398A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳啟暉;劉亞青;趙貴哲;吳飛;溫凱;黃紹梁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué);山西中北新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): F41H5/04
• 分類號(hào): F41H5/04
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 楊文艷

1.一種基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料，其特征在于，多相復(fù)合裝甲材料的主體結(jié)構(gòu)包括自迎彈面向內(nèi)依次設(shè)置的碳纖維復(fù)合材料止裂層（1）、陶瓷碎彈層（2）、超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料吸能層（3）和碳纖維復(fù)合材料支撐層（4），且任意相鄰兩層均由高韌性異質(zhì)界面粘接劑膠膜層（5）粘接在一起；

其中，碳纖維復(fù)合材料止裂層（1）保障沖擊損傷區(qū)域穩(wěn)定，控制損傷面積；

陶瓷碎彈層（2）一方面通過碎裂進(jìn)行能量耗散，另一方面擴(kuò)大載荷和能量的作用范圍；

超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料吸能層（3）大量吸收彈丸殘余能量；

碳纖維復(fù)合材料支撐層（4）提供結(jié)構(gòu)整體剛度并確保彈丸無法貫穿裝甲材料；

高韌性異質(zhì)界面粘接劑膠膜層（5）維持裝甲的整體穩(wěn)定性并確保各組分材料設(shè)計(jì)性能的實(shí)現(xiàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料，其特征在于，所述碳纖維復(fù)合材料止裂層（1）和所述碳纖維復(fù)合材料支撐層（4）均由碳纖維單向布按[0°/90°]₂鋪層并熱壓制得，其中所述碳纖維復(fù)合材料止裂層（1）的厚度為1~12mm，所述碳纖維復(fù)合材料支撐層（4）的厚度為1~5 mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料，其特征在于，所述陶瓷碎彈層（2）由1~5層陶瓷片組成，每一層由若干塊邊長(zhǎng)為50 ~100 mm的正方形陶瓷片拼接而成，陶瓷片由碳化硼、氮化硼、氧化鋁、碳化硅及氮化硅中的任意一種或幾種材料構(gòu)成；所述陶瓷碎彈層（2）的總厚度為10~35 mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料吸能層（3）由超高分子量聚乙烯纖維按[0°/90°]₂鋪層并熱壓制得；超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料吸能層（3）的厚度為5~30 mm，其中超高分子量聚乙烯纖維的摩爾質(zhì)量為1.8~3.6×10⁷ g/mol。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料，其特征在于，所述高韌性異質(zhì)界面粘接劑膠膜層（5）由環(huán)氧樹脂體系、短纖維薄氈和核殼橡膠制備而成；所述環(huán)氧樹脂體系由環(huán)氧單體或預(yù)聚體、固化劑和反應(yīng)助劑充分混合后通過固化反應(yīng)制得。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料，其特征在于，所述短纖維薄氈由玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維和各類有機(jī)合成纖維中的一種或多種制備而成，纖維單絲長(zhǎng)度為0.2~15 mm，長(zhǎng)徑比為200~3000；所述短纖維薄氈的厚度為12~100 μm，面密度為3~100 g/m²，內(nèi)部纖維呈隨機(jī)取向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于高韌性異質(zhì)界面層的輕質(zhì)防彈抗爆多相復(fù)合裝甲材料，其特征在于，所述核殼橡膠的殼體為聚甲基丙烯酸甲酯，內(nèi)核為丁苯橡膠、聚丁二烯橡膠和硅橡膠中的一種或多種的組合，其外觀是一種直徑為100~2000 nm的球體；所述核殼橡膠占高韌性異質(zhì)界面粘接劑膠膜層（5）的0.5~12 wt%。