[发明专利]一种双层波纹陶瓷复合结构装甲及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于装甲生产技术领域，涉及结构装甲及其制备方法，具体涉及一种双层波纹陶瓷复合结构装甲及其制备方法。

背景技术

由于陶瓷材料具有耐磨、耐热、抗压、高刚度以及化学性能稳定的特点，现在的复合材料结构装甲中大量使用陶瓷材料用以抵抗各种外来弹丸的冲击，具体在应用中有两种方式：一种是采用四层以上的陶瓷板或陶瓷块直接重叠放置用做结构装甲的正面层，这样的结构装甲在初期能有效抗击各种外来弹丸的冲击起到保护作用，但是直接将陶瓷材料作为结构装甲的正面层在抗击各种外来弹丸冲击容易碎裂，而且整板陶瓷抗侵彻时局部作用明显，并不能充分发挥装甲的整体抗侵彻能力，因此在此后期就无法有效抗击外来弹丸尤其是飞弹的冲击，加上四层以上的陶瓷板或陶瓷块导致质量过于沉重而影响车辆的机动性能；另一种是由金属结构夹层板为骨架、三棱柱状陶瓷材料为芯部以及二者之间的空隙处填充树脂材料构成的单层复合材料结构装甲，这样的结构装甲在抵御普通弹丸冲击时其整体抗侵彻能力强，并且质量轻不会影响车辆机动性能，但是抵御飞弹的弹丸的冲击却很不足，特别是伴随着单兵反坦克飞弹武器的大量运用，这样的复合结构装甲是极易被飞弹弹丸击穿而丧失保护作用。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种有利于整体性发挥陶瓷芯材销蚀弹丸的冲击，偏转弹丸的作用，且更能发挥出陶瓷芯材高硬度、高强度以及有效耐飞弹的弹丸冲击的性能，弥补了单层复合结构装甲极易被飞弹弹丸击穿而丧失保护作用的缺陷，并且双层结构的该复合材料结构装甲依然保持了轻质的特点，并不会造成质量过于沉重而影响车辆的机动性能缺陷的双层波纹陶瓷复合结构装甲及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的制备方法如下：

1）将退火处理后的金属板材进行平整后，再折弯获得角度为θ的波纹芯体，然后自上而下顺序设置三块金属面板，且在相邻两块金属面板之间设置波纹芯体，将每两块相邻的金属面板分别和波纹芯体的顶部和底部固定在一起构成双层金属结构夹层板；

2）在双层金属结构夹层板所有的倒三棱柱凹槽内和正三棱柱凹槽内分别插入与之对应的倒三棱柱状陶瓷芯材和正三棱柱状陶瓷芯材；

3)在双层金属结构夹层板与正三棱柱状陶瓷芯材之间的缝隙以及金属结构夹层板与倒三棱柱状陶瓷芯材之间的缝隙中填充液态树脂材料，然后对填充了液态树脂材料的金属结构夹层板进行封装，固化树脂材料，固化成型后得到双层复合材料结构装甲。

所述步骤1）具体过程如下：

将退火处理后的金属板材采用平整机平整，再采用液压机模压或者冷弯机折弯获得角度为θ的波纹芯体，随后对两块波纹芯体和三块金属面板进行除锈除油，并烘干，并采用焊接方式将每两块相邻的金属面板分别和波纹芯体的顶部和底部固定在一起构成双层金属结构夹层板。

所述的上下两块波纹金属芯体平行或者交错放置。

所述的金属板材采用厚度为0.5mm～5mm的碳钢钢板、不锈钢板、铝板、钛板或装甲板。

所述的金属面板的板厚为1mm～10mm。

所述的波纹芯体的角度θ为15°～85°。

所述的倒三棱柱状陶瓷芯材和正三棱柱状陶瓷芯材使用Al₂O₃、B₄C、SiC、AlN或TiB₂陶瓷材料。

所述的树脂材料为环氧类树脂或聚酰胺及氨基树脂。

按本发的制备方法制成的双层波纹陶瓷复合结构装甲，该复合结构装甲由自上而下顺序设置三块金属面板以及设置在相邻两块金属面板之间的波纹芯体构成的双层金属结构夹层板，在双层金属结构夹层板凹槽内插入对应的倒三棱柱状陶瓷芯材和正三棱柱状陶瓷芯材，并填充树脂固化封装。

本发明通过在三块金属面板之间固定波纹芯体构成金属结构夹层板，其波纹芯体的三棱柱状凹槽内放置三棱柱状陶瓷芯材，以及通过在已插入三棱柱状陶瓷芯材的金属结构夹层板的空隙中填充液态树脂材料；这样的双层复合结构装甲有利于整体性发挥陶瓷芯材销蚀弹丸的冲击，偏转弹丸的作用，且更能发挥出陶瓷芯材高硬度、高强度以及有效耐飞弹的弹丸冲击的性能，弥补了单层复合结构装甲易被飞弹弹丸击穿而丧失保护作用的缺陷，并且双层结构的复合材料装甲依然保持了轻质的特点，并不会造成质量过于沉重而影响车辆的机动性能的缺陷。

附图说明

图1是本发明的双层平行波纹（上下波纹垂直平移结构）金属结构夹层板5的结构示意图，是从易于观察的角度去除部分上部金属面板的结构示意图。