[发明专利]一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料

摘要

一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料属抗冲击材料技术领域，本发明是基于甲虫鞘翅中光子晶体结构和多层结构所形成“最硬—软—较硬—最硬”的刚柔耦合结构对外界力的作用具有优良的抗冲击性能原理所设计的；本发明由自下而上顺序排列底层、层组Ⅰ、层组Ⅱ、层组Ⅲ、三层、光子晶体结构层、四层和顶层组成，顶层和底层比其他层厚，为材料中最硬部分，可保护材料不被破坏；光子晶体结构属仿甲虫鞘翅抗冲击材料中软部分，可比多层结构更好抵抗来自其上方的冲击力，利用其结构特点和材料韧性吸收能量再释放能量，保护其下方的结构；软硬结合的多层结构可抵抗来自侧面的拉力及冲击力，将光子晶体结构和多层结构结合，可抵抗来自不同方向的冲击力。

主权项

1.一种仿甲虫鞘翅抗冲击材料，其特征在于：由底层(1)、层组Ⅰ(A)、层组Ⅱ(B)、层组Ⅲ(C)、三层(2)、光子晶体结构层(D)、四层(3)和顶层(4)组成，底层(1)、层组Ⅰ(A)、层组Ⅱ(B)、层组Ⅲ(C)、三层(2)、光子晶体结构层(D)、四层(3)和顶层(4)自下而上顺序排列；底层(1)和顶层(4)的材料为聚碳酸酯，聚碳酸酯的洛氏硬度为80‑90；层组Ⅰ(A)、层组Ⅱ(B)和层组Ⅲ(C)的材料均为聚丙烯，聚丙烯的洛氏硬度为45‑50；三层(2)、光子晶体结构层(D)和四层(3)的材料均为软胶，软胶的洛氏硬度为20‑30；冲击材料中各层表面包括三种类型：平面(F)、凹坑面(H)和凸包面(G)；凹坑面(H)上设有纵横排列的凹坑(e)，凹坑(e)由模板压印而成，凹坑(e)为半椭圆体，椭圆长轴l₅为20‑30μm，短轴l₆为10‑20μm；横排各相邻凹坑(e)的中心距d₄均为10‑20μm；纵排各凹坑(e)无间隙排列；凸包面(G)上设有纵横排列的凸包(c)，且凸包(c)的形状、大小和排列方式，与凹坑面(G)上凹坑(e)的形状、大小和排列方式完全对应、匹配；底层(1)上表面与层组Ⅰ(A)下表面、层组Ⅰ(A)各层上下表面间、层组Ⅰ(A)上表面与层组Ⅱ(B)下表面、层组Ⅱ(B)各层上下表面间、层组Ⅱ(B)上表面与层组Ⅲ(C)下表面、层组Ⅲ(C)各层上下表面间、层组Ⅲ(C)上表面与三层(2)下表面均通过旋涂方式紧密连接；三层(2)、光子晶体结构层(D)和四层(3)采用3D打印方式形成一体；顶层(4)与四层(3)经聚氨酯胶粘剂粘接。