[发明专利]一种大厚度轻质叠层装甲陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种大厚度轻质叠层装甲陶瓷材料，其特征在于，由B₄C/SiC硬质层和B ₄C/SiC/BN软质层复合而成；B₄C/SiC硬质层和B₄C/SiC/BN软质层的厚度比为(30～10):1，所述B₄C/SiC硬质层的成分为质量百分比70-85％B₄C粉、15-25％SiC粉、2-4％烧结助剂、1-3％炭黑,所述B₄C/SiC硬质层中各组分质量百分比之和为100％，所述B₄C/SiC/BN软质层的成分为质量百分比20-35％B₄C粉、4-8％SiC粉、2-4％烧结助剂、1～3％炭黑、55-70％BN粉，所述大厚度轻质叠层装甲陶瓷材料按以下步骤制备而成：

(1)凝胶注模

按质量百分比称取70-85％B₄C粉、15-25％SiC粉、2-4％烧结助剂、1-3％炭黑，混合均匀，得到粉料A；向粉料A添加质量百分比的0.8-1.2％四甲基氢氧化铵、25-30％丙烯酸胺单体、1.5-2.5％N’N-亚甲基双丙烯酰胺、0.3-0.6％磷酸三丁酯、35-45％去离子水；球磨1-2小时，向浆料中添加3-5％过硫酸铵；真空搅拌5-8分钟，充分去除气泡；将浆料倒入平行固定放置的平板玻璃模具中，玻璃平板间隙在50-80微米范围内可控；在室温条件下，浆料静置固化12-20小时；脱模，得到薄层坯体；在温度为50-65℃、湿度为70-85％的条件下烘干，得到B₄C/SiC生坯层；经裁剪，得到所需尺寸和形状；

(2)浆料喷涂

按质量百分比称20-35％B₄C粉、4-8％SiC粉、2-4％烧结助剂、1～3％炭黑、55-70％BN粉，混合均匀，得到粉料B；将粉料B加入无水乙醇溶剂中，搅拌均匀，其固含量为15-35％；将浆料均匀喷涂在步骤(1)制备的B₄C/SiC生坯层的表面，B₄C/SiC硬质层和B₄C/SiC/BN软质层的厚度比为(30～10):1，自然晾干；

(3)压制成型

将5-10层步骤(2)制备的坯体层叠，在30-50MPa压制成型，得到平整的预制坯体；

(4)排胶

将步骤(3)制备的预制坯体放置在气氛炉中，在氮气气氛下，以2-5℃/min的速率升温至500℃，保温1-3小时，充分排胶；

(5)二次层压

取20-30层步骤(4)制备的预制坯体层叠，在30-50MPa压制成型，得到密度均匀的厚度为5-24mm的坯体；

(6)热压烧结

取8-15层步骤(5)制备的坯体层叠在热压烧结炉的石墨模具中，抽真空至5-15Pa，以3-6℃/min的速率升温至1450℃，保温30-50min，然后，继续升温至1800-1900℃，压力保持在25-35MPa，保温30-60min；自然降温，得到密度均匀的厚度为40-360mm的轻质叠层装甲陶瓷。

2.如权利要求1所述大厚度轻质叠层装甲陶瓷材料，其特征在于，所述烧结助剂是Al₂O₃-MgO-Y₂O₃复合粉体，Al₂O₃:MgO: Y₂O₃的质量比为33:37:30。