[发明专利]一种金属封装陶瓷球复合装甲、制备方法及抗多发弹轻质靶板

权利要求书

1.一种金属封装陶瓷球复合装甲，其特征在于，包括三层第一金属层与陶瓷球构成的骨架和所述骨架空隙中填充的第二金属；

所述第一金属层中第一金属的熔融温度大于所述第二金属的熔融温度；

所述三层第一金属层包括顶层、中层和底层；

所述顶层下表面和中层的上表面分别均布有第一圆孔，所述第一圆孔在顶层下表面和中层上表面上的位置和尺寸匹配；

所述中层的下表面和底层上表面分别均布有第二圆孔，所述第二圆孔在中层下表面和底层上表面上的位置和尺寸匹配；

所述陶瓷球嵌入和固定在所述第一圆孔和第二圆孔中；

所述三层第一金属层上分布有通孔，通孔用于填充熔渗的第二金属以锁定三层第一金属层和陶瓷球；

所述第一圆孔的孔径不小于第二圆孔的孔径；

所述三层第一金属层中，中层中的第一圆孔的最低点不低于中层中第二圆孔的最高点；

第一圆孔和第二圆孔均为非紧密排列，所述非紧密排列是指两个相邻第一圆孔圆心之间的距离不小于所述两个相邻第一圆孔的半径之和，或者相邻两个第二圆孔圆心之间的距离不小于所述两个相邻第二圆孔的半径之和；

所述第二圆孔中陶瓷球的布设个数至少覆盖第一圆孔中陶瓷球投影的空隙；

所述陶瓷球包括第一尺寸陶瓷球和第二尺寸陶瓷球；

所述第一尺寸陶瓷球嵌入第一圆孔中，第一尺寸陶瓷球的粒径不大于所述第一圆孔孔径；第二尺寸陶瓷球嵌入第二圆孔中；

所述通孔纵向贯穿于所述三层第一金属层的顶层、中层和底层，以将顶层、中层和底层锁定在一起；

所述通孔设置在三层第一金属层的边缘和中部；

所述通孔在三层第一金属层中部的设置方式为：间隔设置于顶层和中层上第一圆孔圆心位置，和底层的对应位置。

2.如权利要求1所述的金属封装陶瓷球复合装甲，其特征在于，所述第一金属层为高熔融温度合金，所述高熔融温度合金为钢铁和钛合金中的一种；第二金属为低熔融温度合金，所述低熔融温度合金为铝合金、镁合金中的一种。

3.如权利要求1-2中任一权利要求所述的金属封装陶瓷球复合装甲的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、第一金属层铣圆孔和通孔：顶层单面铣第一圆孔和通孔，底层单面铣第二圆孔和通孔；中层两个表面分别铣第一圆孔和第二圆孔，以及通孔；

S2、陶瓷球表面处理：将陶瓷球置于无水乙醇中浸泡，去除表面杂质；

S3、浸渗骨架组装：将陶瓷球按照尺寸大小对应装填于第一金属层中层上的第一圆孔中和底层的第二圆孔中，然后将第一金属层的顶层、中层和底层依次堆叠并固定，组成浸渗骨架；

S4、浸渗外壳焊接：将多组组装好的浸渗骨架与钢制隔板交替排列，之后在外围焊接钢制包壳，所述钢制包壳外壳焊接完成后检查气密性，形成浸渗件；

S5、高温浸渗：将步骤S4中的浸渗件和第二金属在高温压力浸渗炉中进行浸渗，使第二金属浸渗进入浸渗骨架的空隙中；

S6、脱模：待整个浸渗件完全冷却后，拆除钢制包壳和钢制隔板，取出复合装甲，打磨去除表面毛刺。

4.如权利要求3所述的金属封装陶瓷球复合装甲的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述钢制隔板和钢制包壳的厚度5-11mm；所述钢制隔板上喷涂有SiC粉末，以防止浸渗骨架与钢制隔板高温下粘连，同时便于脱模。

5.如权利要求3所述的金属封装陶瓷球复合装甲的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的高温压力浸渗炉包括分别抽真空的上室和下室，所述上室用于盛放和加热第二金属；所述下室用于置放浸渗件，上室和下室有引液管连通以使第二金属的熔融液进入下室的浸渗件中，浸渗过程为：将浸渗件和第二金属液分别置于高温压力浸渗炉的下室和上室中，高温压力浸渗炉的下室和上室分别加热，使浸渗骨架温度均匀、同时加热熔融第二金属，之后在上室加气压，使熔融的第二金属在压力的作用下进入并填充浸渗件内的浸渗骨架孔隙，保温后取出空冷。

6.一种抗多发弹轻质靶板，其特征在于，包括背板和如权利要求1-2任一权利要求所述的金属封装陶瓷球复合装甲，其制备方法为：将所述金属封装陶瓷球复合装甲和背板粘接，粘接完成后静置2～3天即得所述抗多发弹轻质靶板，所述背板包括轻质合金和/或纤维增强树脂基复合材料；所述轻质合金为镁合金、铝合金或钛合金的一种或多种；所述纤维增强树脂中的纤维为碳纤维、玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维中的一种或多种。