一种复合陶瓷层状材料及其制备方法与流程

本申请涉及装甲板，具体涉及一种复合陶瓷层状材料及其制备方法。

背景技术：

1、陶瓷具有硬度高、质量轻的优点。其特性对于动能弹和弹药破片的防御能力都很强，所以陶瓷技术还被用于坦克，装甲车，甚至飞机等其它武器装备的防护。

2、当强有力的弹头撞击陶瓷表面时，因陶瓷硬度高于弹头的飞行速度，所以弹头会产生钝化，从而在陶瓷表面粉碎形成细小且坚硬碎块区，变形的弹头凭借剩余的动能继续侵蚀碎块区，当陶瓷碎片与其产生巨大摩擦力的时候，弹丸会进一步被吸收动能，陶瓷产生张力时会促使其破裂，背板也会随之变形，当超压冲击波传播到陶瓷与聚合物粘合层的分界面时，超压冲击波产生强烈的拉伸作用，破坏陶瓷层，在拉伸和剪切作用下，陶瓷层与衬层分离，与此同时，弹头受压而碎裂并在撞击点四周会形成圆锥形的碎裂区。

3、在陶瓷面板承受单发子弹形成碎裂区后，该碎裂区在后续的弹头的撞击作用下容易移位失去抗弹打击的能力，制约了陶瓷面板的抗多发弹连续打击的能力。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合陶瓷层状材料及其制备方法，采用的技术方案包括：

2、一种复合陶瓷层状材料，包括陶瓷面板层、金属框架、止裂层、粘接剂层和背衬层，所述陶瓷面板层和止裂层设置在所述金属框架内，所述陶瓷面板层的背面设有多个间隔分布的凹槽，所述止裂层由所述陶瓷面板层背面和填充在凹槽内的塑料一体固化形成，所述背衬层通过所述粘接剂层粘接在所述止裂层上。

3、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：所述陶瓷面板层的背面设有多个凹槽组，每个所述凹槽组分别包括多个绕所述陶瓷面板层的中部为中心呈圆周阵列分布的多个凹槽，多个所述凹槽组以所述陶瓷面板层的中部为中心同圆分布，相邻两个所述凹槽组的两个凹槽交错分布。

4、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：多个所述凹槽在所述陶瓷面板层呈矩形阵列分布。

5、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：所述止裂层的材质为超高分子量聚乙烯。

6、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：所述背衬层采用尼龙纤维、芳纶纤维或聚乙烯纤维编织而成。

7、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：所述陶瓷面板层由氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅和碳化硼中的一种或多种制成。

8、本申请还提出一种上述的复合陶瓷层状材料的制备方法，包括：

9、步骤1、将氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅或碳化硼加入球磨罐加入到水中并进行球磨，混合均匀形成混合浆料，将混合浆料进行干燥，干燥后进行压制，压制成型后，进行烧结，最后冷却至室温，得到背面具有凹槽的陶瓷面板层；

10、步骤2、将步骤1中获得的陶瓷面板层的背面进行超高分子量聚乙烯的注塑，待超高分子量聚乙烯固化后形成止裂层；

11、步骤3、准备金属框架，将金属框架加热至700-800℃，将陶瓷面板层和止裂层放入金属框架内，冷却金属框架至室温；

12、步骤4、在止裂层上涂抹胶粘剂，将背衬通过胶粘剂粘接在止裂层上，对胶粘剂进行固化，得到复合陶瓷层状材料。

13、本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：所述步骤3中，将金属框架加热至700-800℃，在陶瓷面板层和止裂层的四周涂抹胶粘剂后，再将陶瓷面板层放置在金属框架内。

14、本发明的有益效果：

15、本申请多个所述凹槽内的塑料在所述陶瓷面板层上间隔分布，当陶瓷面板层被撞击后并产生裂纹时，凹槽内的塑料在受到冲击波时具有弹性变形能力，能吸收部分冲击力并减少陶瓷面板层上裂纹的扩展，还对陶瓷面板层上产生的碎裂区起到缓冲变形的作用，减少陶瓷面板层在冲击波的作用下产生碎裂区的移位，有利于提高陶瓷面板的抗多发弹连续打击的能力；

16、另一方面，所述陶瓷面板层和粘接剂层均设置在金属框架内，除了通过所述止裂层减少碎裂区产生移位外，还通过所述金属框架包裹在所述陶瓷面板层和止裂层外，有利于限制陶瓷面板层碎裂区移位，有益于提高陶瓷面板的抗多发弹连续打击的能力。

技术特征：

1.一种复合陶瓷层状材料，其特征在于，包括陶瓷面板层(1)、金属框架(2)、止裂层(3)、粘接剂层(4)和背衬层(5)，所述陶瓷面板层(1)和止裂层(3)设置在所述金属框架(2)内，所述陶瓷面板层(1)的背面设有多个间隔分布的凹槽(11)，所述止裂层(3)由所述陶瓷面板层(1)背面和填充在凹槽(11)内的塑料一体固化形成，所述背衬层(5)通过所述粘接剂层(4)粘接在所述止裂层(3)上。

2.根据权利要求1所述的复合陶瓷层状材料，其特征在于，所述陶瓷面板层(1)的背面设有多个凹槽组，每个所述凹槽组分别包括多个绕所述陶瓷面板层(1)的中部为中心呈圆周阵列分布的多个凹槽(11)，多个所述凹槽组以所述陶瓷面板层(1)的中部为中心同圆分布，相邻两个所述凹槽组的两个凹槽(11)交错分布。

3.根据权利要求2所述的复合陶瓷层状材料，其特征在于，多个所述凹槽(11)在所述陶瓷面板层(1)呈矩形阵列分布。

4.根据权利要求1所述的复合陶瓷层状材料，其特征在于，所述止裂层(3)的材质为超高分子量聚乙烯。

5.根据权利要求1所述的复合陶瓷层状材料，其特征在于，所述背衬层(5)采用尼龙纤维、芳纶纤维或聚乙烯纤维编织而成。

6.根据权利要求1所述的复合陶瓷层状材料，其特征在于，所述陶瓷面板层(1)由氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅和碳化硼中的一种或多种制成。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的复合陶瓷层状材料的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的复合陶瓷层状材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，在陶瓷面板层(1)和止裂层(3)的四周涂抹胶粘剂后，再将陶瓷面板层(1)放置在金属框架(2)内。

技术总结
本申请提出一种复合陶瓷层状材料及其制备方法，复合陶瓷层状材料包括陶瓷面板层、金属框架、止裂层、粘接剂层和背衬层，所述陶瓷面板层和止裂层设置在所述金属框架内，所述陶瓷面板层的背面设有多个间隔分布的凹槽，所述止裂层由所述陶瓷面板层背面和填充在凹槽内的塑料一体固化形成，所述背衬层通过所述粘接剂层粘接在所述止裂层上。本申请所述凹槽内的塑料在受到冲击波时具有弹性变形能力，能吸收部分冲击力并减少陶瓷面板层上裂纹的扩展，减少陶瓷面板层在冲击波的作用下产生碎裂区的移位，有利于提高陶瓷面板的抗多发弹连续打击的能力。

技术研发人员：潘钧,隋明才,陈武利,吴昊,朱沛
受保护的技术使用者：珠海美利信新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11