[发明专利]多孔金属封装陶瓷复合防护板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷/金属复合材料技术领域，具体涉及多孔金属封装陶瓷复合防护板及其制备方法。

背景技术

关于陶瓷/金属复合防护材料或结构，主要有结构可靠性、重量和成本（主要包括材料和制造两方面的成本）等方面的考虑，一般可应用于坦克、车辆（如装甲车和运钞车）、船舶舰艇和武器直升机等防弹或防爆场合，其制备方法也主要包括胶粘、机械固定和各种热加工工艺（如铸造、热压等）。目前，关于陶瓷/金属复合装甲，主要包括层叠复合（如传统的双层、陶瓷夹芯和多层陶瓷结构）、陶瓷增强金属匀质复合、梯度复合、侧向约束和三维约束等基本类型，其中三维约束类型主要采用焊接结构固定陶瓷板和采用热加工工艺形成金属封装陶瓷结构。

一般地，金属封装陶瓷复合装甲是一类具有有效三维陶瓷约束，良好的陶瓷/金属界面冶金结合特征的新型陶瓷复合装甲，它特别具有优良的抗冲击、抗崩落和抗多次打击能力。目前，金属封装陶瓷复合装甲主要采用组件热压集成法或扩散焊(如美国专利20060137517和国际专利2009045584)、金属组件与陶瓷粉末原位反应烧结法（如国际专利2006083319）、陶瓷块体和金属粉末先经冷等静压成型后真空烧结或热等静压法（如美国专利4987033和Holmquist TJ，Modeling prestressed ceramic and its effect on ballistic performance.International Journal of Impact Engineering,2005,31(2):113-127）、金属热喷涂沉积法（如美国专利20060105183）和金属铸造（或熔覆）法（如国际专利2003078158-A1、美国专利20060141237-A1和文献Bao YW，et al.Prestressedceramics and improvement of impact resistance.Materials Letters,2002,57(2):518–524）。此外，尽管文献（王曙光,金属封装陶瓷复合装甲抗弹性能研究.弹道学报,2009,21(4):68–71）中也涉及到采用上述组件集成类型的方法形成的金属封装陶瓷复合装甲，但未涉及具体制备方法。值得指出的是，上述所有的专利和文献中均未采用多孔金属作为封装金属，也未对陶瓷板进行任何表面处理，且要么只有单层陶瓷板，要么未对多层陶瓷板从软到硬排布。

另外，中国专利（ZL200710018553.X“一种金属/陶瓷复合材料的装甲及其制备方法”）针对氧化铝陶瓷在预先对其进行孔道设计和Mo-Mn烧结金属化处理的基础上，采用铝合金铸造方法制备了互穿型陶瓷/金属复合材料的装甲，但由于其附设陶瓷的侧向约束，所以它不属于金属封装陶瓷复合材料或结构。而中国专利（ZL200910092483“由金属陶瓷熔覆层-金属组成的复合装甲板的制备方法”）的实质是陶瓷封装金属复合装甲板。中国专利（ZL200510086629.3“一种钢蜂窝陶瓷夹芯复合防弹装甲板及其制备方法”）提供了一种钢蜂窝陶瓷夹芯复合防弹装甲板及其制备方法,其金属面板和金属背板与钢蜂窝陶瓷夹芯中间层通过胶粘而成，而侧面金属与上下金属板通过钎焊连接而成。中国实用新型（ZL201120157507.X“一种抗弹性能优异的陶瓷装甲结构”）提供了一种由铝合金蜂窝芯板结构体和双层陶瓷板构成的陶瓷装甲结构,其表层为迎弹陶瓷板（即不是金属封装结构），且两陶瓷板之间没有间隙，且通常胶粘而成。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供多孔金属封装陶瓷复合防护板及其制备方法，该复合防护板具有质轻及优良的抗冲击性能，其制备方法制造成本低，解决了陶瓷/金属之间胶接、仅轴向或侧向约束等弱结合或约束，能够为陶瓷提供最大程度的结构限制，实现了陶瓷的有效三维约束。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

多孔金属封装陶瓷复合防护板，包括至少一层陶瓷芯板1，还包括将至少一层陶瓷芯板1包裹并和其冶金结合为一体的多孔金属3。

当陶瓷芯板1为多层时，从复合防护板的迎弹面到背弹面方向，所述陶瓷芯板1按材料硬度从小到大的顺序排布。

所述陶瓷芯板1为实心板或其上分布有多个通孔2的板，当陶瓷芯板1为多层且含有两层及以上带有多个通孔2的陶瓷芯板1时，相邻层的陶瓷芯板1上的多个通孔2相互错位。