[发明专利]砖墙式多层龟甲防护装置及其制备方法

说明书

本发明涉及砖墙式多层龟甲防护装置及其制备方法。该装置包括上下叠层连接的砖墙式龟甲结构和装甲背板，其中：砖墙式龟甲结构，包括陶瓷片与金属蜂窝芯板复合的复合芯板层以及其外层的金属面板层，金属蜂窝芯板的蜂窝孔中填充与其尺寸相适配的陶瓷片，金属面板层与金属蜂窝芯板的孔壁扩散连接；装甲背板，包括金属蜂窝芯板层和其外层的金属面板层，金属面板层与金属蜂窝芯板经扩散连接和超塑成形处理后成形为空心壳体的装甲背板。采用在金属蜂窝芯板中填充陶瓷片的方式，形成了复合材质的砖墙式龟甲结构，并与空心壳体结构的装甲背板叠层连接，成形为砖墙式多层龟甲防护装置，兼具了强度、韧性和硬度的特征，能够同时实现防爆或吸能等功能。

技术领域

本发明涉及装甲防护材料及制备技术领域，特别是涉及一种砖墙式多层龟甲防护装置及其制备方法。

背景技术

随着材料科学的发展，新一代轻质陶瓷/复合装甲材料得到迅速发展。陶瓷/背板复合装甲是目前结构最简单、研究最多的轻型复合装甲，它由陶瓷面板与金属或复合材料背板粘结而成。面板常采用Al₂O₃、S iC 和B₄C陶瓷等；背板采用韧性好的金属或复合材料,如钢、铝合金和Kevlar复合材料。以Al₂O₃/玻璃纤维复合材料、B₄C /芳纶为代表的新一代轻质防弹材料，以及近年来开发出B₄C与超高分子量聚乙烯纤维复合装甲材料已成现代武装直升机中使用的主要装甲材料，例如世界最先进的AH-64（“阿帕奇”)武装直升机就采用了这类装甲材料，座舱周围和弹射座椅采用了大量的B₄C /芳纶、Al₂O₃/玻璃纤维轻质复合材料装甲板，从而大大提高了武装直升机的装甲防护水平和抗弹生存能力。

目前，陶瓷三明治式复合装甲材料存在着如下缺陷：

1、陶瓷和韧性层的复合比较困难，采用粘结剂，层界面的结合强度较低；

2、由于陶瓷材料的脆性失效特点，导致陶瓷复合装甲结构不能抵抗多发弹丸连续打击；

3、陶瓷的脆性较大，且层间结合强度较低，装甲防护效果较差，难以用于超高速碰撞防护；

4、陶瓷材料的烧结制备过程复杂，价格昂贵，难以对武装直升机实行全方位的装甲防护。

因此，发明人提供了一种砖墙式多层龟甲防护装置及其制备方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种砖墙式多层龟甲防护装置及其制备方法，采用在金属蜂窝芯板中填充陶瓷片的方式，形成了复合材质的砖墙式龟甲结构，并与空心壳体结构的装甲背板叠层连接，最终成形为砖墙式多层龟甲防护装置，兼具了强度、韧性和硬度的特征，能够同时实现防爆或吸能等功能。

第一方面，本发明的实施例提出了一种砖墙式多层龟甲防护装置，该防护装置包括上下叠层连接的砖墙式龟甲结构和装甲背板，其中：

砖墙式龟甲结构，包括陶瓷片与金属蜂窝芯板复合的复合芯板层以及其外层的金属面板层，所述金属蜂窝芯板的蜂窝孔中填充与其尺寸相适配的所述陶瓷片，所述金属面板层与所述金属蜂窝芯板的孔壁扩散连接；

装甲背板，包括金属蜂窝芯板层和其外层的金属面板层，所述金属面板层与所述金属蜂窝芯板层经扩散连接和超塑成形处理后成形为空心壳体的装甲背板。

进一步地，所述金属蜂窝芯板与所述金属面板均采用钛合金材质。

进一步地，所述所述金属蜂窝芯板的蜂窝孔为六边形蜂窝孔或多边形蜂窝孔。

进一步地，所述金属蜂窝芯板的单层厚度为1mm-3mm。

进一步地，所述金属面板的厚度为1mm-5mm。

进一步地，所述所述陶瓷片采用氧化铝陶瓷。