[发明专利]一种含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料，包括自上而下设置的上面板(1)、下面板(4)，其特征是，所述的上面板(1)、下面板(4)之间设置有陶瓷块层(2)，所述的陶瓷块层(2)为多个陶瓷单元拼接组成的负泊松比结构；所述的陶瓷单元为沙漏型结构，其水平截面为正多边形；所述陶瓷单元之间的间隙中填充有聚氨酯结构胶层(3)，所述的聚氨酯结构胶层(3)中混合有陶瓷颗粒。

2.根据权利要求1所述的含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料，其特征是，所述陶瓷单元的沙漏型结构细腰处夹角α为135～160度。

3.根据权利要求1所述的含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料，其特征是，所述陶瓷单元的高度为8～30mm。

4.根据权利要求1所述的含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料，其特征是，所述陶瓷单元和陶瓷颗粒的材料为氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化硼陶瓷、硼化钛陶瓷中的一种。

5.根据权利要求1所述的含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料，其特征是，所述的陶瓷颗粒为陶瓷圆球或陶瓷圆柱，陶瓷圆球的直径为5～10mm；陶瓷圆柱的直径为5mm～10mm，陶瓷圆柱的高度与直径相同。

6.根据权利要求1所述的含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料，其特征是，所述聚氨酯结构胶层(3)中的聚氨酯结构胶为重量比4:1的Macroplast UK 8103和Macroplast UK5400双组份聚氨酯胶混合而成。

7.根据权利要求1所述的含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料，其特征是，所述的上面板(1)、下面板(4)的材料均为芳纶纤维、PBO纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的其中一种；所述上面板(1)或下面板(4)的厚度为2～20mm。

8.一种制备权利要求1所述抗弹复合材料的方法，其特征是，包括以下步骤：

(a)利用芳纶纤维、PBO纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料中的一种，热压制备出上面板和下面板，并将上面板和下面板的表面磨毛；

(b)将陶瓷粉料热压烧结成为带负泊松比结构的陶瓷块层；

(c)将陶瓷块层用硅烷偶联剂、冰醋酸、水和酒精混合成的表面处理剂浸泡1～2小时后，将陶瓷块层晾干备用；

(d)将陶瓷颗粒也用表面处理剂浸泡1～2小时后晾干，在模具中放满陶瓷球；再将重量比为4:1的Macroplast UK 8103和Macroplast UK 5400双组份聚氨酯胶混合搅拌均匀配成聚氨酯结构胶，并将聚氨酯结构胶导入模具中填充陶瓷颗粒的缝隙，固化后备用，制成聚氨酯结构胶层；

(e)将聚氨酯结构胶层安装在带负泊松比结构的陶瓷块层中，得到复合中间层；

(f)用聚氨酯结构胶将上面板、下面板与复合中间层粘连，并抽真空施加压力，固化3～5小时后得到含负泊松比陶瓷结构的抗弹复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备抗弹复合材料的方法，其特征是，在步骤(c)中，在用表面处理剂浸泡前先将陶瓷块层在900～1000℃条件下灼烧1.5～3小时。

10.根据权利要求8所述的制备抗弹复合材料的方法，其特征是，在步骤(c)和(d)中，硅烷偶联剂、冰醋酸、水、酒精的混合溶液各组分按重量比为1:0.1～0.2:0.05～0.1:0.05～0.1。