[发明专利]一种易于加工的夹层结构单晶蓝宝石防弹玻璃及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶蓝宝石防弹玻璃，尤其涉及一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，还涉及该防弹玻璃的加工方法。

背景技术

防弹玻璃是由玻璃（或者有机玻璃）和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合型材料，不同厂商生产的防弹玻璃各异但基本上都是在玻璃层中夹上聚碳酸酯材料，这一过程称为层压。在这个过程中，形成了一种类似普通玻璃但比普通玻璃更厚的物质。玻璃可以是普通的玻璃、浮法玻璃、透明微晶或强化玻璃等，聚碳酸酯是一种硬性透明塑料。防弹玻璃的厚度在7mm到75mm之间。射在防弹玻璃上的子弹会将外层的玻璃击穿，但聚碳酸酯玻璃材料层能够吸收子弹的能量，从而阻止它穿透玻璃内层。CN203229462U公开了一种新型防弹玻璃，包括铯钾玻璃复合层，该铯钾玻璃复合层的上部与下部分别设有与之相粘合的硅酸盐溶液膜层。CN2499227Y公开了一种防爆防弹玻璃，包括含PVB或PU胶片的平面或弧面夹层玻璃，并且在夹层玻璃中的PVB或PU胶片的玻璃之间有一钛金膜或PC板。CN103486908A公开了一种防弹玻璃，依次由夹层玻璃、聚氨酯胶片和PC板复合而成。CN101795862A公开了一种抗穿甲弹的窗玻璃，包含三个玻璃层，玻璃层之间被粘合层连接，粘合层采用放碎裂和吸能材料复合而成。

防弹玻璃在抗弹过程中，外层玻璃被子弹撞击和侵蚀，最后断裂，因此防弹玻璃的外层防弹板的高强度和高压缩性是决定了整个防弹玻璃抗弹性能的最主要因素之一。而玻璃属于多晶材料，其弹性模量、抗拉强度和抗剪强度远不及钢弹，因此防弹玻璃的应用范围受制于玻璃的种种特性。

另一方面，蓝宝石拥有极高的熔点，其弹性模量、抗拉强度和抗剪强度可以超过一般的炮钢。通常用于防弹玻璃的蓝宝石应具有板材形状。蓝宝石的晶体生长方法一般是将高温氧化铝熔液通过定向凝固的方法生成。EFG晶体生长是最常用的一种蓝宝石晶体板材的生长方法，但直接生长出炉的晶体表面粗糙，而粗糙的表面对光进行了不同方向的折射，使其可见光透过后的图像采生了严重变形，无法达到透明装甲对外部观察的要求。在以往的蓝宝石单晶EFG板材在应用于防弹玻璃之前，为了解决粗糙的表面对光不同方向折射的影响，需要对晶体进行磨抛处理。这是一个加工成本很大的处理。因为蓝宝石莫氏硬度达到9，磨抛的过程难度大、而且加工过程中还要注意防止晶体表面应力变化，当板材的面积很大时，硬度很高的材料磨抛很难保证平整度（TTV）和翘曲度（BOW）。

因此，如果想低成本的利用蓝宝石作为防弹透明装甲，需要降低蓝宝石防弹玻璃的制造难度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，降低制作成本，制得的防弹玻璃具有良好的炕单能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种易于加工的夹层结构单晶蓝宝石防弹玻璃，所述防弹玻璃由多层结构组成，包括至少一层蓝宝石层以及包覆于蓝宝石层外的透光层A和透光层B，透光层A或者透光层B与蓝宝石层的一面组成一个夹层结构，该夹层结构中间设置有折射率与蓝宝石层接近的有机填充层。

进一步地，所述的蓝宝石层为高温氧化铝溶液通过定向凝固生长形成的单晶板材，且与透光层A或者透光层B组成夹层结构的蓝宝石层的一面未经抛光处理。

进一步地，所述的有机填充层的折射率为1.755～1.765。

进一步地，所述的有机填充层的填充物质为二碘甲烷或者高折射率光固化有机硅树脂。

进一步地，所述的高折射率光固化有机硅树脂为含有丙烯酸酯基团的光固化苯基有机硅树脂。

进一步地，所述的透光层A或者透光层B为普通光学玻璃或者具有韧性的透明有机材料。

进一步地，所述的具有韧性的透明有机材料为聚碳酸酯类板材。

进一步地，所述的蓝宝石层为导膜法生长蓝宝石晶体，其厚度为8～50mm；透光层A的厚度为0.2～10mm；透光层B的厚度为1～10mm；有机填充层的厚度2～20mm。

本发明还提供了一种易于加工的夹层结构单晶蓝宝石防弹玻璃的加工方法，包括以下步骤：

（1）准备透光材料和蓝宝石单晶板材；