[发明专利]一种层状防弹陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种层状防弹陶瓷，其特征在于，包括依次设置的高硬度区和高韧性区，所述高硬度区包括交替层叠的第一陶瓷材料层和第二陶瓷材料层，所述高韧性区包括交替层叠的第三陶瓷材料层和第四陶瓷材料层，所述第一陶瓷材料层、所述第二陶瓷材料层、所述第三陶瓷材料层和所述第四陶瓷材料层的制备原料包括碳化硅和/或碳化硼、碳源和助剂，所述第一陶瓷材料层和所述第二陶瓷材料层的总膨胀系数不同，所述第三陶瓷材料层和所述第四陶瓷材料层的总膨胀系数不同，所述第一陶瓷材料层和所述第二陶瓷材料层的碳化硼含量为50-90wt％，所述第三陶瓷材料层和所述第四陶瓷材料层的碳化硼含量为0-20wt％，各陶瓷材料层的碳源含量为5wt％-50wt％，层状防弹陶瓷生坯的孔隙率为20％-50％，相邻陶瓷材料层间的相对总膨胀量介于1E-4至1E-2之间。

2.根据权利要求1所述的层状防弹陶瓷，其特征在于，所述第三陶瓷材料层和所述第四陶瓷材料层的原料包括碳化硅纤维。

3.根据权利要求1所述的层状防弹陶瓷，其特征在于，所述高硬度区的厚度占所述层状防弹陶瓷总厚度的20％-50％，且所述高硬度区的厚度大于等于1mm。

4.根据权利要求3所述的层状防弹陶瓷，其特征在于，所述第一陶瓷材料层、所述第二陶瓷材料层、所述第三陶瓷材料层和所述第四陶瓷材料层的厚度为0.1-1mm。

5.一种如权利要求1-4任一所述层状防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设计多层陶瓷结构，包括依次设置的高硬度区和高韧性区，高硬度区包括交替层叠的第一陶瓷材料层和第二陶瓷材料层，高韧性区包括交替层叠的第三陶瓷材料层和第四陶瓷材料层，各陶瓷材料层的原料包括碳化硅和/或碳化硼、碳源和助剂，相邻陶瓷材料层的碳源含量不同；

S2、依照设计的结构制备生坯，控制生坯的孔隙率；

S3、将生坯进行脱蜡处理；

S4、生坯脱蜡后进行反应烧结，得到层状防弹陶瓷。

6.根据权利要求5所述的层状防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，各陶瓷材料层的碳源含量为5wt％-50wt％。

7.根据权利要求5所述的层状防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，控制生坯的孔隙率为20％-50％。

8.根据权利要求5所述的层状防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，反应烧结后相邻陶瓷材料层间的相对总膨胀量介于1E-4至1E-2之间。

9.根据权利要求5所述的层状防弹陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过流延片叠层、层压、顺序注浆或3D打印方法制备生坯。