[发明专利]一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构

说明书

本发明涉及一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构，属于装备防护技术与特种材料制备领域。由迎弹层、缓冲层、过渡层和背弹层依次安装构成；所述迎弹层由高性能碳纤维结构层交替层叠设置，所述背弹层为硬质芳纶板；所述缓冲层为单层碳化硼陶瓷与UHMWPE纤维布的组合结构层，UHMWPE纤维布结构层在碳化硼陶瓷的下方；所述过渡层为单层碳化硼陶瓷与芳纶纤维布的组合结构层，芳纶纤维布结构层在碳化硼陶瓷的下侧；本发明的轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构，结构组成简单，具有轻量化的显著优势，当受到弹丸冲击时，能够有效减少冲击波对防弹主体材料的冲击，无防弹结构被穿透、层间分离等现象，背凸现象不明显。

技术领域

本发明涉及一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构，属于装备防护技术与特种材料制备领域。

背景技术

从古至今战争从未停歇，各个国家与地区之间的矛盾也从未间断，而随着社会经济的快速发展，国际形势也变得复杂多变，而武器的不断升级对战士们的生命造成了更大的威胁。人体防弹防护装备对战士们的生命安全起到了很好的保护作用，防弹装备要求材料能吸收和耗散弹头、碎片的动能、阻止穿透、有效保护人体受保护部位。为了减少伤亡和提高军队的战斗能力，防护材料也必须随之升级，特别是在轻量化、机动性等方面。传统的防弹材料多采用防弹钢板，利用增加材料厚度或叠层使用等手段实现更好的防护效果，但同时给防护装备造成较大的重量负担。因此，使用防弹效果相同或者更加优异，并同时具有轻量化、高性能化等特点的防护材料具有非常重大的实际意义。高性能纤维防弹复合材料通过采用纤维与陶瓷材料相结合的方式，显著减少了防弹钢板厚度，有效降低防护材料质量，实现了轻量化的目标，而且防弹效果非常优异。现在对防弹材料的研究非常的多，但对纤维/陶瓷基复合防弹材料的结构设计研究较少，在现有防弹材料的基础上，通过优化复合防弹材料的结构设计能够显著提高防护能力，并保持其轻量化的优点。专利CN207556366U提供了一种包括刚性受弹层和背弹层的防弹结构，能够有效减少冲击波对背弹层的冲击，其缺点在于结构厚度过大，使得防弹装备厚重，没有灵活性，制备工艺复杂。因此，针对防弹结构设计中存在的短板，提供一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构，对更好地提高防弹材料的防护性能具有重大的战略意义和军事价值。

发明内容

本发明是为了解决纤维/陶瓷基复合防弹材料结构设计不合理导致结构厚度过高，不能满足轻量化要求的缺点，而提供的一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构，该结构搭配简单，能够有效结合各种材料的优异防护特性，所得纤维/陶瓷基复合防弹材料具有良好的防护性能，当收到弹丸冲击时，能够有效减少冲击波对防弹主体材料的冲击，减少防弹结构被穿透、背凸过大或者层间分离等现象。

本发明专利的目的是通过以下技术方案实现的：

一种轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构，所述防弹结构包括迎弹层、缓冲层、过渡层和背弹层；所述迎弹层设置于所述轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构的最外侧，所述背弹层设置于所述轻量化纤维/陶瓷基复合防弹结构的最内侧，其中，所述迎弹层由高性能碳纤维结构层交替层叠设置，所述背弹层为硬质芳纶板；所述缓冲层、过渡层设置于迎弹层和背弹层之间，其中，所述缓冲层设置在迎弹层的下侧，为单层碳化硼陶瓷与UHMWPE纤维布的组合结构层，UHMWPE纤维布结构层在碳化硼陶瓷的下侧，所述过渡层设置在缓冲层的下侧，并与背弹层相连，为单层碳化硼陶瓷与芳纶纤维布的组合结构层，芳纶纤维布结构层在碳化硼陶瓷的下侧。