[发明专利]一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法

说明书

本发明涉及轻质防弹装甲及其制备方法，具体涉及一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法，解决了现有的防弹装甲受到弹丸打击时损伤区域大，防护不均匀，以及陶瓷与其他材料连接强度小的技术问题。本发明提供的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲以一体化蜂窝网格为骨架，以陶瓷块为填充，陶瓷块嵌入骨架之中，并通过双组分环氧树脂加强连接，可以采用单模块或多模块集合使用，结构一体性，防护均匀性强，受到弹丸打击时损伤区域小。本发明还提供一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法，采用铣削‑镶嵌的一体化成型制备方法，工艺简单且成本低廉，易于对不同规格尺寸的增强型陶瓷复合装甲进行规模化生产。

技术领域

本发明涉及轻质防弹装甲及其制备方法，具体涉及一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法。

背景技术

随着自动武器的发展，抗多发弹打击能力逐渐成为装甲研究的重要方向。材料与结构的冲击韧性、损伤区域及防弹机制等因素均会影响装甲的多发弹防护能力。对于受到单发弹打击的普通陶瓷/金属双层复合防弹装甲来说，一方面，陶瓷面板将形成径向、环向、锥向等宏观裂纹，在某些情况下裂纹甚至会扩展到整个陶瓷面板，导致陶瓷大面积剥落；另一方面，未受损的陶瓷内部也会出现大量微裂纹，导致材料强度弱化，这些情况均不利于装甲抵抗随后的弹丸打击。

现有技术中，为减小单发弹打击下装甲结构的损伤区域，提高陶瓷复合装甲在多发弹打击下的防护性能，研究者通常将陶瓷面板的尺寸缩小，以小尺寸陶瓷拼接板代替整块陶瓷作为复合装甲的面板。陶瓷拼接板结构中，即使一块小尺寸陶瓷在单发弹打击下被击碎，装甲仍有较大的有效防护面积应对后续的攻击。由于拼接缝隙的存在，拼接装甲可以阻断裂纹的扩展，将陶瓷碎裂区域限制在被击中的陶瓷块上，减小装甲的损伤面积。此外，相较整块陶瓷制成的复合装甲，拼接装甲中小尺寸的陶瓷块对复杂表面的适应性更强，装甲系统的成本也更低。由于具有抗多发弹打击性能优异、复杂表面适应性强和成本低三个方面的优势，拼接装甲受到了广泛关注。但是拼接装甲具有拼接缝隙脆弱、陶瓷剥落严重及防护性能不均匀等缺点。

发明内容

本发明的目的是解决现有的防弹装甲受到弹丸打击时存在拼接缝隙脆弱、陶瓷剥落严重及防护性能不均匀的技术问题，而提供一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特殊之处在于：包括一体化蜂窝点阵，以及与所述一体化蜂窝点阵的多边形蜂窝网格结构中网格孔适配的多个陶瓷块；

所述一体化蜂窝点阵为采用金属材料一体成型的多边形蜂窝网格结构，多边形蜂窝网格结构包括背板，以及设置在背板上的多边形蜂窝网格；

所述多个陶瓷块分别镶嵌在多边形蜂窝网格的每个网格孔内

进一步地，所述多个陶瓷块分别通过胶粘剂连接镶嵌在多边形蜂窝网格的每个网格孔内；所述胶粘剂为双组分环氧树脂。

本发明还提供一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲的制备方法，用于制造上述的蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲，其特殊之处在于，包括以下步骤：

S1、制备长为l，宽为w，厚度为h的金属板，清洗金属板，去除其表面的油污和锈迹；

S2、对步骤S1得到的金属板进行铣削处理，得到一体化蜂窝点阵，所述一体化蜂窝点阵的多边形蜂窝网格结构中每个网格孔的边长为d、间距为t、深度为h₁，其中，h₁＜h，h-h₁为背板厚度；

S3、选取陶瓷原料，并对其进行粗处理，随后再进行精细研磨，制得边长为d，厚度为h₁的陶瓷块；

S4、将步骤S3制备的陶瓷块涂覆胶粘剂后，分别嵌入一体化蜂窝点阵中多边形蜂窝网格结构的每个网格孔内，得到蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲。