[发明专利]一种用于防弹车门衬层的新型轻质装甲结构

说明书

本发明提供一种用于防弹车门衬层的新型轻质装甲结构，属于装甲防护技术领域。所述新型轻质装甲结构沿弹击方向依次由约束层、陶瓷层、支撑增强层和吸能层四部分组成，所述约束层由碳化硅涂覆芳纶织物制备而成；所述支撑增强层由碳纤维增强树脂基复合材料制备而成；所述轻质装甲结构在面密度为29.9kg/m²时，达到北约4569防护标准的一级防护水平。同时，该复合装甲结构制备工艺简单、成本较低、稳定可靠、可批量生产。

技术领域

本发明专利涉及一种防弹结构，具体设计一种用于防弹车门衬层的新型轻质装甲结构，用于防护技术领域。

背景技术

现有的轻型装甲车大多采用防弹钢板作为其防弹车门衬层，很大程度上增加了整车质量、降低了车辆机动性，难以满足“轻质高效”的装甲防护要求。因此，轻量化、经济性、高防护性能的轻型装甲车防弹车门衬层的结构设计成为了当下迫切需求。

陶瓷复合装甲是目前主流应用的轻质装甲结构，一般由防弹陶瓷与防弹金属或芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯等防弹纤维组成。碳化硅防弹陶瓷是目前应用广泛的防弹陶瓷，具有较好的抗弹性能和较低的成本价格，相同重量下较碳化硼防弹陶瓷价格低70％～80％，更适宜大批量工业化应用。芳纶纤维是目前大规模生产的高性能防弹纤维之一，其中采用单项复合工艺制成的芳纶无纬布较织机编织而成的芳纶机织布虽在抗弹性能上存在差距，但其在价格上具有一定优势，且可以通过选择、优化内部胶粘剂的配方来改善提高芳纶无纬布的抗弹性能。

为此，本发明专利研究设计出一种用于防弹车门衬层的新型轻质装甲结构，应用碳化硅防弹陶瓷及芳纶纤维，在兼顾轻质、经济和高防护性能的要求下达到北约4569防护标准的一级防护水平。

发明内容

本发明专利要解决的技术问题为：设计一种用于防弹车门衬层的新型轻质装甲结构，已解决现有技术中的面对北约4569防护标准中提到的5.56×45mm北约标准弹(M193)、5.56×45mm北约标准弹(SS109)、7.62×51mm北约标准弹(M80)威胁的防弹车门衬层装甲结构不能够兼顾低重量和高防弹性能的技术缺陷，同时控制轻质装甲的成本以适宜大规模生产。

为了解决上述技术问题，本发明专利提供一种用于防弹车门衬层的新型轻质装甲结构，其结构沿弹击方向依次包括最表层的约束层(1)、陶瓷层(2)、支撑增强层(3)和吸能层(4)，各结构层之间通过胶粘剂粘合复合在一起，优化各层单元材料的厚度匹配，在有限重量下使得装甲结构达到北约4569防护标准的一级防护水平。

所述约束层(1)选用碳化硅涂覆芳纶织物，厚度为0.5mm～1mm；

所述陶瓷层(2)选用无压烧结制备的静态三点弯曲强度≥320MPa，静态硬度HRA≥85的碳化硅陶瓷或者碳化硅复相陶瓷，厚度为3mm～8mm；

所述支撑增强层(3)选用拉伸强度大于300Mpa碳纤维增强树脂基复合材料，厚度为1mm～2mm；

所述吸能层(4)选用高性能的芳纶无纬布增强树脂基复合材料，厚度为10-15mm；

所述胶粘剂选用SEBS聚氨酯胶粘剂，上胶厚度控制在1mm以内。

进一步的，所述约束层(1)中芳纶织物选用拉伸强度大于300Mpa的芳纶机织布增强树脂基复合材料；

进一步的，所述约束层(1)中碳化硅涂层厚度控制在30μm～100μm；

进一步的，所述陶瓷层(2)选用横向尺寸为50mm×50mm的正方形陶瓷块拼接而成；

进一步的，所述吸能层(4)所用的芳纶无纬布增强树脂基复合材料由多层芳纶无纬布经热压成型制备而成；

进一步的，所述吸能层(4)中芳纶无纬布由芳纶纤维经展丝、上胶、干燥制备而成。