[实用新型]一种舰用轻型装甲复合纤维混杂结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料的加工和应用技术。

背景技术

目前船用复合材料轻质防弹装甲主要采用芳纶纤维、高强玻璃纤维等与热塑性树脂薄膜复合。

船用轻型复合装甲与船体钢板共同组成舰用防护结构，主要防御导弹爆炸产生的小质量高速破片。考虑舰用材料的防火、阻燃以及烟雾毒性要求，舰用轻型复合装甲通常选用高强玻纤织物、芳纶织物等制作。对于玻纤/芳纶混杂结构轻型复合装甲，迎弹面为玻纤层，利用其整体强度和刚度抵御破片的开坑冲击；背弹面为芳纶层，利用其分层及拉伸变形吸能，兜住破片。

在纤维和树脂薄膜体系已定型情况下，正交编织纤维布与树脂的组织结构经过多年研究，优化设计已进入瓶颈。

发明内容

本实用新型发明提供了一种舰用轻型装甲复合纤维混杂结构。

一种舰用轻型复合装甲纤维混杂结构，包括高强玻纤布、芳纶布和树脂薄膜，纤维混杂结构为由玻纤布混杂结构和芳纶布混杂结构组成，

玻纤布混杂结构的铺敷结构由若干组：树脂薄膜+玻纤单向布0°+树脂薄膜+玻纤单向布90°组成；

芳纶布混杂结构的铺敷结构由若干组：树脂薄膜+芳纶单向布0°+树脂薄膜+芳纶单向布90°组成。

进一步地，上述纤维混杂结构最外层均为树脂薄膜，所述玻纤布混杂结构的铺敷厚度∶芳纶布混杂结构铺敷厚度=1∶1。

本实用新型的有益效果是：在现有纤维和树脂体系下，将纤维织物形式由正交编织布替换为单向布0°/90°正交铺层。就防弹机理而言，弹丸击中织物后会在弹着点区域产生一个径向的振动波，通过纱线高速扩散；当振动波到达纱线的交织点时，一部分会沿着原纱线反射回去，形成反射波；反射波与原来的入射波产生叠加，增大了纱线受到的拉伸作用，对材料的防弹性能产生不利影响。因此，单向、没有交织点的材料具有较优的抗冲击性能。

附图说明

图1 本实用新型的纤维混杂结构示意图；

图2、本实用新型的单向布0°正交铺层结构示意图；

图3、本实用新型的单向布90°正交铺层结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体地：

（1）将高强玻纤丝和芳纶丝分别制作成一定面密度的单向纤维布（参见图2和图3）；

（2）按模具尺寸将单向高强玻纤布和单向芳纶布裁剪为标准规格，确保外表面层平滑无缺陷，裁剪边缘的侧表面整齐；

（3）高强玻纤单向布、芳纶单向布、树脂薄膜铺敷方式：树脂薄膜+玻纤单向布0°+树脂薄膜+玻纤单向布90°+……树脂薄膜+玻纤单向布0°+树脂薄膜+玻纤单向布90°+树脂薄膜+芳纶单向布0°+树脂薄膜+芳纶单向布90°+……树脂薄膜+芳纶单向布0°+树脂薄膜+芳纶单向布90°+树脂薄膜，保证玻纤单向布、芳纶单向布临近铺层均有1层树脂薄膜，相邻布层采取0°/90°交叉铺层的方式，纤维布最表层均应铺有1层树脂薄膜，高强玻纤布、芳纶布铺层厚度约1：1；

其应按顺序铺敷于模具中，并抹平；

（4）预成型：合模 3-5 秒后开启，观察纤维布铺层在合模过程中是否发生整体位移或各层间位移过大，及时调整并做好校准工作；

（5）模压成型：逐步升温升压，至200-210℃，加压至18-20Mpa，保温保压10-20min；

（6）冷却开模：保持恒定压力，通入冷却液；待温度降至80℃以下，开模，取出板材。

本发明在仅通过改变纤维编织方式情况下，能有效提升其防弹性能。

在制作成本及原纤维组成材料不变的前提下，对原产品的防护性能进行提升改进。利用单向布比正交编制布利于扩散弹丸冲击振动波的机理，将原产品的玻纤/芳纶正交编织布全部替换为单向布。