[发明专利]一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置

说明书

技术领域

本发明属于装甲防护技术领域，特别涉及一种金属玻璃增强密度梯度型 轻质复合夹芯防护装置。

背景技术

装甲防护技术是武器装备系统生存能力之中最重要的组成部分。任何一 项现代武器装备都离不开防护。随着反装甲武器技术的迅速发展，武器装备 的战场生存能力对装甲防护结构的性能提出了更高的要求，优良的装甲防护 系统能够使得坦克、装甲车辆、运钞车及其它结构的主体及其中的人员和财 产安全得到更好的保护。现代防护装甲正朝着强韧化、轻量化、模块化、多 功能化和高性能化的方向发展。“三明治”结构是一类典型的装甲防护结构，该 结构由两层面板和中间芯材构成，传统的面板可以选择钢、钛合金、铝合金、 复合材料等，而中间夹层材料以往选择橡胶、塑料、复合材料等较多。近些 年来，随着制备技术的提高，通过在金属面板表面喷涂比强度更高的金属玻 璃涂层可以有效提升面板强度，而以毫米级空隙结构为结构特征的超轻多孔 金属的出现实现了结构材料轻质多功能化，从而为装甲防护结构的设计提供 了新的选择。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置，能 够显著降低防护装甲的重量，有效破碎冲击的子弹/弹片，改变子弹/弹片的 冲击方向，并有效吸收其冲击能量，从而降低防护装置完全穿透的可能性， 起到抵御子弹/弹片的冲击和抵抗爆炸冲击波诱发的破坏的作用。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置，包括外金属板1、内金属 板6、以及固定在外金属板1和内金属板6之间的由外向内的第一缓冲层3、 第二缓冲层4和第三缓冲层5；其特征在于：在所述外金属板1上均匀开设 有直径相同的孔2，且所述外金属板1的外表面喷涂有金属玻璃涂层7，所 述第一缓冲层3、第二缓冲层4和第三缓冲层5的密度呈梯度变化。

所述金属玻璃涂层7的材料为铁基非晶合金、锆基非晶合金、铜基非晶 合金或钴基非晶合金。

所述孔2的外沿处设置有倒角。

所述孔2的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。

所述外金属板1和内金属板6的材料为装甲钢、铝合金、钛合金或贫铀 合金。

所述缓冲层的材料均为金属泡沫。

所述金属泡沫为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫铜或泡沫钢。

所述金属泡沫密度呈梯度变化，采用从高到低的铺层顺序。

所述外金属板1和内金属板6的材料相同或不同。

所述外金属板1和内金属板6的厚度相同或不同。

所述第一缓冲层3为高密度金属泡沫层，第二缓冲层4为中密度金属泡 沫层，第三缓冲层5为低密度金属泡沫层。

所述金属玻璃涂层7采用电热激发喷涂到外金属板1上。

所述外金属板1和内金属板6与缓冲层之间的固定方式为焊接或强力胶 粘接。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、由于在外金属板1上均匀开设有一定密度和相同直径的孔2，从而降 低了本发明防护装置的重量。

2、由于在外金属板表面喷涂了一层很薄的金属玻璃涂层7，这种金属玻 璃涂层具有很高的强度、较低的比热和不是很高的熔点，在子弹/弹片冲击过 程中，子弹/弹片上会形成较高的冲击压力，并引起较高的温升，从而容易使 得子弹/弹片破碎成碎片云，降低了子弹/弹片的尺寸，使得撞击产生的点载 荷变为面载荷，从而降低了对结构的损伤，起到了安全防护的作用。

3、由于孔2的外沿处设置有倒角，可以通过带有倒角的孔来改变来袭 子弹/弹片的运动方向，降低高速运动的子弹/弹片的速度，甚至使其发生断 裂，变成一些运动速度较慢的碎片，破碎的子弹/弹片嵌入或穿过金属泡沫时， 填充的密度梯度金属泡沫增加了冲击波传播的路径，降低了衰减阶段的冲击 压力，延长了冲击波的作用时间，从而使密度梯度金属泡沫层可进一步降低 子弹/弹片的冲击能量。随后，内金属板对子弹/弹片做进一步的拦截，再次 降低子弹/弹片的冲击能量，对于这种运动状态的子弹/碎片更容易借助其它 外力停下来。除了可以有效抵御高速运动的弹体/弹片的侵袭外，还可以通过 外金属板1和内金属板6的变形及高密度金属泡沫层、中密度金属泡沫层和 低密度金属泡沫层压溃的协同实现对爆炸冲击波的缓冲吸能。从而可以有效 的降低或消除爆炸冲击波对被防护主体及其中人员的威胁。