[发明专利]一种层状结构的陶瓷材料

说明书

本发明提供一种层状结构的陶瓷材料，由共烧结的两层以上的堆叠陶瓷层及陶瓷层间的界面层构成，所述陶瓷层的厚度为0.2mm～20mm，所述界面层的厚度小于1mm，所述界面层的材料采用能使相邻陶瓷层之间不连续地结合的材料。

技术领域

本发明涉及人员及装备防护用陶瓷材料领域，具体涉及一种陶瓷材料，可用于陶瓷装甲。

背景技术

陶瓷防护装甲是高等级防护优秀材料，用于制备防弹背心插板、车船或飞行器的防弹板。目前，陶瓷防护装甲大都采用均质陶瓷制备，高速弹丸冲击陶瓷装甲后形成冲击波，弹着面受压应力影响，冲击波会迅速扩展至背面形成张应力。由于陶瓷抗压强度高、抗拉强度低，因此较低的张应力即会破坏陶瓷装甲，导致防护能力下降。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有层状结构特征的陶瓷材料，具有轻质、抗冲击性能优异(高防护系数)的优点。

在此，一方面，本发明提供一种层状结构的陶瓷材料，由共烧结的两层以上的堆叠陶瓷层及陶瓷层间的界面层构成，所述陶瓷层的厚度为0.2mm～20mm，所述界面层的厚度小于1mm，所述界面层的材料采用能使相邻陶瓷层之间不连续地结合的材料。

本发明的陶瓷材料，由共烧结的堆叠陶瓷层及陶瓷层间的界面层构成，陶瓷层的厚度为0.2mm～20mm，界面层的厚度小于1mm，能通过界面层使相邻陶瓷层之间不连续地结合。高速冲击能量在陶瓷受冲击面形成压应力，并以冲击波的形式在陶瓷结构内部传递至反面形成张应力，由于陶瓷材料具有抗压强度高但抗拉强度低的特点，冲击波形成的张应力破坏陶瓷结构。如采用均质块体陶瓷材料，冲击波能量完整传递直至陶瓷均质块体反面，引起整体破碎；本发明通过叠层陶瓷结构与弱界面(共烧结后的各陶瓷层之间形成弱结合界面)结合，可以有效阻隔、分散冲击波，防止冲击波集中造成的破坏，提高质量防护能力。本发明的陶瓷材料可用于陶瓷装甲等。用于陶瓷装甲的情况下，通过该层状结构可以防止陶瓷装甲的整体破坏，缩小第一次打击后的碎裂区域，提高陶瓷装甲的抗打击次数。

较佳地，所述界面层具有第一类界面层和/或第二类界面层，所述第一类界面层的材料为打孔或不连续的纸片、打孔或不连续的塑料膜的至少一种，所述第二类界面层的材料为石墨烯、碳纳米管、碳纤维、碳化硅纤维、碳化硅晶须、氧化铝纤维、玻璃纤维、石棉中的至少一种。

所述陶瓷层的材料可以为氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、碳化硼陶瓷、镁铝硼化物陶瓷及以上类型陶瓷的纤维增强复合材料中的至少一种。

所述陶瓷层的厚度可以为1mm～15mm。

所述界面层的厚度可以为0.02mm～1mm。

所述界面层占陶瓷层面积比可以为10％～90％。

较佳地，所述界面层占陶瓷层面积比为70％～80％。

所述陶瓷层的层数可以为2层以上。

较佳地，在所述界面层同时具有第一类界面层和第二类界面层的情况下，所述第二类界面层至少包括与最表层陶瓷层结合的第二类界面层及与最底层陶瓷层结合的第二类界面层。

较佳地，所述陶瓷层的层数为三层以上，最表层陶瓷层及最底层陶瓷层的厚度大于其余陶瓷层。

另一方面，本发明还提供上述任一种层状结构的陶瓷材料的制备方法，包括：使用陶瓷层材料与界面层材料，形成陶瓷层与界面层相互交错层叠的多层结构，并使该多层结构的最顶层及最底层为陶瓷层；将所述多层结构压制成型后烧结，得到所述陶瓷材料。

可采用例如流延、挤出、浇注以及压制成型等方法制备陶瓷层的坯体。

附图说明

图1示意性示出本发明一实施形态的陶瓷材料的结构。

具体实施方式