[发明专利]一种新型抗弹陶瓷单元

说明书

本发明公开了一种新型抗弹陶瓷单元，该抗弹陶瓷单元为可紧密排列结构，其上下表面通过加工凹槽，形成紧密排列的网格单元，在弹丸侵彻时，可有效阻止陶瓷表面裂纹的扩散面积，有效提升抗弹陶瓷单元的抗弹性能和抗多发弹性能；本发明特别适用于大尺寸抗弹陶瓷单元，解决了传统小尺寸抗弹陶瓷单元抗弹性能弱及大尺寸抗弹陶瓷单元抗多发弹性能差的缺陷，同时大幅度减少了多块抗弹陶瓷单元拼接时产生的拼缝，提升了抗弹陶瓷单元的整体防护性能。本发明的抗弹陶瓷可独立存在，也可根据产品尺寸要求，将多块抗弹陶瓷单元拼接使用作为陶瓷层制造陶瓷复合装甲。另外，本发明还具有可设计性强、成型工艺简单、制造成本低等优点。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及装甲防护领域，特别涉及抗弹陶瓷抗弹性能和抗多发弹性能设计技术领域。

背景技术

传统陶瓷复合装甲中起到主体抗弹作用的材料为各种厚度、各种材质的抗弹陶瓷，大量抗弹陶瓷通过拼接方式实现不同面积陶瓷复合装甲的制备。对于同一种抗弹陶瓷，在固定抗弹陶瓷厚度条件下，单块抗弹陶瓷面积越大，弹丸侵彻时，形成的断裂椎越充分，抗弹陶瓷的防弹性能就越高，但单块抗弹陶瓷的面积越大，在弹丸侵彻条件下，单发弹对应的陶瓷的损伤面积较大，在近距离内无法实现第二发弹丸的有效防护，抗多发弹能力较弱。同理，若单块抗弹陶瓷的面积越小，弹丸侵彻时形成的断裂椎越不充分，单块抗弹陶瓷的防弹性能较弱，但小块抗弹陶瓷对应的损伤面积较小，相应的抗多发弹能力较强。此外，多块抗弹陶瓷拼接使用，形成的陶瓷拼缝较多，拼缝的存在严重降低了陶瓷的抗弹性能。

兼具大尺寸陶瓷的抗弹性能和小尺寸陶瓷的抗多发弹能力的抗弹陶瓷的研究未见有相关报道。

近年来，有关陶瓷复合装甲用抗弹陶瓷的研究较为活跃。

专利CN 109059657A介绍了一种装甲防护的抗弹陶瓷，该抗弹陶瓷外形呈六边形，其中一个表面为平面，另一个表面中心设置有圆形凹槽,圆形凹槽底部与侧面通过弧面过渡连接，实现了装甲轻量化及防护薄弱区增强，改变了弹丸的弹道，达到了致偏效果，提高了防护能力。

专利US2010007153A1介绍了一种用于插入复合装甲元件的有效体元件，该元件为圆柱体陶瓷结构，可对弹丸有效致偏，形成高防护性能的陶瓷复合装甲。

WO/2007/055736公开了一种抗弹陶瓷装甲，该抗弹陶瓷装甲的主体抗弹结构是一层抗弹陶瓷，在陶瓷块间引入了空气间隙，以减缓冲击波在相邻陶瓷单元间的传递，提升了相邻陶瓷的抗弹性能。

以上专利通过在陶瓷表面增加凹槽，或采用圆柱体抗弹陶瓷，实现对来袭弹丸的有效致偏，可有效提升整块陶瓷的防弹性能，但整块陶瓷的抗多发弹性能和多块陶瓷排列形成的拼缝仍是抗弹陶瓷的薄弱点。

通过采用增强材料对陶瓷周边进行包缠约束，或是在陶瓷拼缝处增加金属孔壁等材料，增加陶瓷拼缝处的防护性能，成型工艺复杂，增加了陶瓷复合板的整体重量及制造成本。

可有效消除小尺寸抗弹陶瓷抗弹性能弱，大尺寸抗弹陶瓷抗多发弹性能弱，同时兼顾大尺寸陶瓷抗弹性能和小尺寸陶瓷抗多发弹性能的抗弹陶瓷的相关技术研究尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优良抗弹性能和抗多发弹性能的新型抗弹陶瓷单元。

本发明的目的是这样实现的，采用机加的加工方法，在抗弹陶瓷单元上下两个表面加工凹槽，形成紧密排列的网格单元，在弹丸侵彻时，可有效阻止陶瓷表面裂纹的扩散面积，有效提升抗弹陶瓷单元的抗弹性能和抗多发弹性能，从而实现本发明目的。

本发明涉及的一种新型抗弹陶瓷单元，其特征在于：所述抗弹陶瓷单元为可紧密排列结构，其上下表面都由网格单元和凹槽构成；所述凹槽的最大边长不大于抗弹陶瓷单元最小边长的五分之一，宽度不大于抗弹陶瓷单元最小边长的二十分之一，上下表面深度之和不大于抗弹陶瓷单元厚度的三分之一。