[发明专利]石墨烯防弹头盔

摘要

本发明提供了一种石墨烯防弹头盔，为粘结剂粘合在一起的三层夹心结构，其内外层分别为芳纶预浸布和高模高强聚乙烯纤维无纬布，芯层为碳化硅、石墨烯及铝混合增强的海绵结构复合体。本发明首先利用聚氨酯海绵为载体对石墨烯及碳化硅进行海绵结构分散性结合，以形成非实心的孔隙型骨架，然后将铝合金熔体填充到孔隙中，且在高温填充过程中聚氨酯海绵会受热分解产生气体，二氧化硅包覆铝粉熔融以提高与铝合金熔体结合强度，在最终形成的海绵结构体中同样具有一定的孔隙率，在降低产品质量的同时还为石墨烯提供了充分的弹性变形空间，显著提高了产品的防弹性能。

主权项

1.一种石墨烯防弹头盔，为粘结剂粘合在一起的三层夹心结构，其特征在于：其内外层分别为芳纶预浸布和高模高强聚乙烯纤维无纬布，芯层为碳化硅、石墨烯及铝混合增强的海绵结构复合体，所述的海绵结构复合体的制备方法为：将石墨烯及二氧化硅包覆铝粉与酒精溶液混合，其中石墨烯占混合溶液的重量百分比为6～8％，二氧化硅包覆铝粉占混合溶液的重量百分比为3～5％；然后取与石墨烯等重量的碳化硅粉末，并将其添加到上述混合溶液中，超声波混合搅拌1.5～2小时，得混合悬浮液；将开孔聚氨酯海绵浸入到混合悬浮液中，并施加压力以排出开孔聚氨酯海绵内的气体，继续超声波振荡6～8小时；然后将挂料的聚氨酯海绵在室温下干燥2小时得到海绵体，然后放入加热炉中，在0.5～2MPa的氮气氛围下加热至350～380℃并保温，同时将铝合金基体粉末加热至700～750℃成熔体后保温，通过惰性气体对该铝合金熔体施加5～10MPa的压力，并保持该压力状态0.5～2h使海绵复合体中的孔隙全部充满铝合金熔体，然后冷却至80～100℃，保温40～60分钟，最后冷却至室温，获得碳化硅、石墨烯及铝混合增强的海绵结构复合体。