[发明专利]一种隐身防弹材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种隐身防弹材料及其制备方法和用途。所述隐身防弹材料包括交替层叠设置的吸波材料复合层和防弹层；所述吸波材料复合层由超材料层和基底层复合而成；所述超材料层是由电阻片周期性排列组成的电阻片阵列；所述隐身防弹材料两端的超材料层中的电阻片包括正方形区、围绕所述正方形区的框架区，以及连接所述正方形区和所述框架区的连接臂；内部的超材料层中的电阻片形状为正方形。所述隐身防弹材料是通过先在基底层上复合电阻片阵列，形成吸波材料复合层，然后与防弹层材料按次序叠放，层压复合为一体的方法制备得到。本发明提供的隐身防弹材料厚度较小，且兼具有良好的防弹功能和1.3‑8GHz的宽频隐身功能。

技术领域

本发明属于隐身防弹技术领域，具体涉及一种隐身防弹材料及其制备方法和用途。

背景技术

在国防军事领域，各种新型探测手段和精确制导技术飞速发展，战场变得越来越“小”、越来越“透明”，隐身的重要性与日俱增。随着相控阵等技术的发展，雷达探测技术得到长足的发展，各国部署了大量的预警机、地面雷达和海基雷达等雷达波探测系统，雷达探测频率主要覆盖1-18GHz。超宽频装备隐身为武器系统的生存提供了重要保证，成为军事领域中的首要高技术。在复杂多变的电磁环境中，装甲车辆在未来作战中将会遭受全方位更加致命的攻击，对于防护技术提出了许多新的、更高的要求。

目前，单一的纯金属装甲的重量和厚度导致装甲车辆的机动性能较差，不能满足空中运输、快速部署的要求，而且不具备雷达波隐身性能。传统的隐身材料主要为隐身涂料和结构型隐身材料。

隐身涂料易于与装甲材料复合，在使用维护方面有一定的优势，但重量、吸波带宽、耐热方面的问题受限于材料本身的性质，很难解决。结构型吸波材料虽然在强度、韧性，乃至重量方面有一定的优势，但由于其电磁波吸收机理方面没有突破，仍然是以提高吸收剂损耗来增强电磁波吸收，因而为了实现超宽带隐身，需要较厚的吸波材料；而且结构型隐身材料难以与防弹装甲材料复合成型为一体，不能满足现代武器装备隐身防弹一体化的需求，亟需研制新一代的一体化隐身防弹材料。

CN 105659794B公开了一种防弹/隐身一体化轻质装甲材料，由陶瓷层、纤维增强复合材料层和陶瓷层与纤维增强复合材料层之间夹设的高强玻璃纤维布增强复合材料层组成；高强玻璃纤维布增强复合材料层包括多片高强玻璃纤维布和其间夹设的1～3层非晶态金属薄带网；其中，纤维增强复合材料层由层叠放置的碳纤维布层与芳纶纤维布层，所述高强玻璃纤维布增强复合材料层置于所述碳纤维布层一面。其利用非晶态金属薄带网本身的磁滞损耗、涡流损耗等性能吸收电磁波，但是其吸波频段为8-40GHz，不适用于低频雷达波。

因此，有待于研制一种在低频下具有较宽吸波频带和较高吸收率的隐身防弹材料。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种隐身防弹材料及其制备方法和用途。该隐身防弹材料兼具有良好的防弹功能和宽频隐身功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种隐身防弹材料，包括交替层叠设置的吸波材料复合层和防弹层；

所述吸波材料复合层由超材料层和基底层复合而成；

所述超材料层是由电阻片周期性排列组成的电阻片阵列；

所述隐身防弹材料最外侧的超材料层中的电阻片包括正方形区、围绕所述正方形区的框架区，以及连接所述正方形区和所述框架区的连接臂；内部的超材料层中的电阻片形状为正方形。

本发明采用超材料层与防弹层进行阻抗匹配设计，实现了电磁波到材料内部的阻抗匹配，使层间层内结构之间产生耦合效应，将入射的电磁波耦合在材料内部进行吸收，从而实现隐身功能；通过将化学性质相似的基底层和防弹层材料加热塑性成型为一体，保证了各层之间的结合强度，从而实现了隐身防弹一体化。