[发明专利]一种超轻装甲及其制备方法

说明书

本发明提供了一种超轻装甲，包括：陶瓷层组件、封装层、泡沫钛组件和背板；所述陶瓷层组件被封装层封装；所述泡沫钛组件设置在封装层表面；所述背板设置在泡沫钛组件表面；所述陶瓷层组件由陶瓷小块拼接形成；所述封装层的材质为纤维布。本发明使用了泡沫钛这种新型材料，改善了装甲抵抗高能量冲击导致的损坏面积过大、背板变形过于严重的问题，并且让装甲板整体面密度得以大幅度降低、抗多发弹能力提高。本发明还提供了一种超轻装甲的制备方法。

技术领域

本发明涉及装甲技术领域，尤其涉及一种超轻装甲及其制备方法。

背景技术

目前主流的防弹装甲大多数是金属材料，也有一些非金属复合材料。金属防弹装甲至今已经发展了几十年，产品成熟造价低廉，一般为高强度、高硬度的均值钢板、铝合金板或者钛合金板，但是其弱点也很明显就是面密度高。

无论个体防护还是车辆装备防护，其首要任务是防护弹道冲击下的弹头或者爆炸破片，随着武器的升级或者客户面临的弹道威胁等级提高，对防弹装甲的防护能力提出了更高要求。同时，人体防护对于轻量化的要求更高，车辆坦克等运动载具出于对燃油经济性和运动半径的考虑以及对运动灵活性的追求，防弹装甲的轻量化显得尤其重要。

金属防弹板通过高硬度高强度让子弹在高速碰撞时发生塑性变形、钝化、碎裂甚至粉碎，同时金属防弹板在此过程中通过拉伸剪切变形吸收大量的动能，因此能量主要通过子弹形变、防弹板形变和摩擦等形式消耗。但是随着金属防弹板的强度、硬度提高，受到弹丸冲击时变形局限在很小范围内，由于应变率极高导致发生绝热剪切作用，在板冲击点形成比弹丸直径略大的剪切冲塞的通孔，只能吸收子弹少量的动能，这种情况下弹丸的剩余速度很高，冲塞块和子弹将造成二次伤害。

防弹陶瓷如碳化硅，碳化硼，氧化铝，氮化铝，硼化钛，氧化锆增韧氧化铝等，由于陶瓷极高的硬度在子弹高速冲击下能迅速让子弹变形，侵蚀子弹的质量，而对应变速率不敏感正好弥补了金属防弹材料在这方面的不足，但单独使用的陶瓷缺点也很明显，由于硬度高，脆性大，冲击后立刻破碎，面对二次甚至多次冲击的防护能力急剧下降，因此在上世纪六七十年代出现了乔巴姆结构防弹装甲，是将陶瓷夹持到两块金属板之间形成了三明治结构，有效解决了陶瓷的脆性和金属板的绝热剪切冲塞失效的矛盾，但是这种结构依然很重。

后来出现的纤维复合材料层压板，由芳纶纤维或者超高分子量聚乙烯纤维制成，由于纤维的密度远低于金属材料，特别是超高分子量聚乙烯纤维的密度只有0.97，比水的密度还要低3％，而其比强度远高于铝、钢、钛等金属。独立使用这种纤维层压板作为防弹板其防护系数可进一步提高，是人体防护等轻量化装备的主要选择。但是纤维复合材料的弱点也很突出，一方面在面对运输装备等防护时，纤维复合材料的刚度不够，需要借助传统的金属材料作为支持，防弹和结构支撑才能发挥协同作用，另一方面针对动能高、硬度高弹芯的中等以上口径子弹，纤维层压板所需的厚度更高，冲击变形大。使用这种纤维层压板的和陶瓷复合而成的复合防弹板材同样面临冲击变形大和无法提供结构支撑等功能。

针对目前的防弹材料看，提供防弹性能、结构强度、轻量化、防多发攻击、二次利用等多方面需求的材料成为本领域研究的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超轻装甲及其制备方法，本发明提供的超轻装甲具有良好的防护性能同时重量较轻。

本发明提供了一种超轻装甲，包括：

陶瓷层组件、封装层、泡沫钛组件和背板；

所述陶瓷层组件被封装层封装；

所述泡沫钛组件设置在封装层表面；

所述背板设置在泡沫钛组件表面；

所述陶瓷组件由陶瓷小块拼接形成；

所述封装层的材质为纤维布。