[发明专利]防弹复合装甲及其制备方法

说明书

一种防弹复合装甲及其制备方法，属于陶瓷与金属基复合材料制备技术。该防弹复合装甲的制备方法包括以下步骤：步骤1，将B₄C粉体、纳米碳纤维、水溶性酚醛树脂与水混合均匀得到陶瓷浆料，而后喷雾干燥得到生料，再冷压成正六边形生坯；步骤2，将正六边形生坯放入蜂窝状碳纤维网袋的蜂巢内，再用相同材质碳纤维布覆盖蜂巢，接着真空热压烧结，形成整体复合陶瓷板；步骤3，将纳米碳纤维与铝粉均匀混合，经粉末冶金、锻造成型，再经微弧氧化处理形成铝合金防弹背板；步骤4，将复合陶瓷板与铝合金防弹背板热等静压复合，得到防弹复合装甲。本发明采用高韧性复合陶瓷与铝合金背板结合，大幅提高了复合装甲抵御穿甲弹、穿甲燃烧弹多次打击的能力。

技术领域

本发明涉及陶瓷基复合材料技术、与金属基复合新材料制备技术。具体是一种防弹复合装甲及其制备方法。

背景技术

碳化硼优异的性能，使其在各行各业中的应用越来越多。例如在申请号为CN200910180582.5的中国发明专利申请中公开了一种复合陶瓷，通过将碳化硼与碳纤维复合，提高了碳化硼陶瓷的硬度；虽然通过与其他材料复合提升了碳化硼陶瓷的硬度，但仍难以实现防弹的效果。

申请号为200510086629.3的中国发明专利申请公开了一种钢蜂窝陶瓷夹心复合防弹装甲的制备方法，该方法采用防弹钢板制备蜂窝，填充陶瓷芯片，胶合钎焊形成复合防弹装甲。该复合防弹装甲使用CrMo合金框架，防弹板过重，无法满足轻量化防护甲板的面密度限制。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种防弹复合装甲及其制备方法，能够有效抑制陶瓷裂纹的扩散，提高防弹复合装甲抵御穿甲弹、穿甲燃烧弹多次打击的能力。

本发明涉及一种防弹复合装甲的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数将100份B₄C粉体、5～15份纳米碳纤维、1～5份水溶性酚醛树脂与一定量水混合均匀得到陶瓷浆料，而后喷雾干燥得到生料，再冷压成正六边形生坯；

步骤2，将步骤1制得的正六边形生坯放入蜂窝状碳纤维网袋的蜂巢内，再用相同材质碳纤维布覆盖蜂巢，接着在温度1800～2200℃，压力30～60MPa条件下，真空热压烧结10～30min，形成整体复合陶瓷板；

步骤3，将纳米碳纤维与高纯铝粉均匀混合，经粉末冶金、锻造成型，再经微弧氧化处理形成铝合金防弹背板；

步骤4，将步骤2制得的复合陶瓷板与步骤3制得的铝合金防弹背板热等静压复合、得到防弹复合装甲。

优选地，正六边形生坯的压实密度为1.5～2.0g/cm³，厚度为5～30mm，底面为平面，上表面为平面或弧面；正六边形高度为50～100mm。

优选地，蜂窝状碳纤维网袋采用上层蜂巢与下层蜂巢错位设置的两层结构。

进一步优选地，蜂窝状碳纤维网袋由碳纤维斜纹编织而成，其中，碳纤维轴向导热系数大于30W/m·k、弹性模量大于310GPa；蜂窝芯孔孔径等于生坯正六边形高度，蜂窝深度为生坯厚度的50％～85％；蜂窝壁厚为0.05～0.30mm。

优选地，铝合金防弹背板为纳米碳纤维增韧铝合金板，该板由纳米碳纤维与高纯铝粉按照重量比(5～30)：100的比例均匀混合、经粉末冶金、锻造成型、再微弧氧化处理得到。

优选地，粉末冶金温度为500～700℃、压力为30～60MPa；锻造压力为5000～10000吨。