本发明专利技术公开了一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃及加工方法，该防弹玻璃包括至少四层结构，依次为折射率与蓝宝石接近的外层光学玻璃层、单晶蓝宝石层、折射率与蓝宝石接近的内层光学玻璃层以及透明有机材料层。所述的单晶蓝宝石层为高温熔液定向凝固形成的单晶板材，且单晶蓝宝石层表面未经任何加工或未经抛光处理。本发明专利技术所提的一种易于加工的蓝宝石防弹玻璃，在降低制作成本的同时，规避了困难的蓝宝石磨抛，同时拥有良好的抗弹能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单晶蓝宝石防弹玻璃，具体涉及一种易于加工的单晶蓝宝石防弹 玻璃。
技术介绍
防弹玻璃是由玻璃(或有机玻璃）和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合型 材料，不同厂商生产的防弹玻璃各异。但基本上都是在玻璃层中夹上聚碳酸酯材料层，这一 过程称为层压。在这个过程中，形成了一种类似普通玻璃但比普通玻璃更厚的物质。玻璃 可以是普通的玻璃、浮法玻璃、透明微晶或强化玻璃等，聚碳酸酯是一种硬性透明塑料。防 弹玻璃的厚度在7毫米到75毫米之间。射在防弹玻璃上的子弹会将外层的玻璃击穿，但聚 碳酸酯玻璃材料层能够吸收子弹的能量，从而阻止它穿透玻璃内层。CN203229462U公开了 一种新型防弹玻璃，包括铯钾玻璃复合层，所述的铯钾玻璃复合层的上部与下部分别设有 与之相粘合的硅酸盐溶液膜层。CN2499227Y公开了一种防爆防弹玻璃，包括含PVB或PU胶 片的平面或弧面夹层玻璃，并且在夹层玻璃中的PVB或PU胶片的玻璃之间有一钛金膜或 PC。CN103486908A公开了一种防弹玻璃，依次由夹层玻璃、聚氨酯胶片和PC板复合而成。 CN101795862A公开了一种抗穿甲弹的窗玻璃，包含三个玻璃层，玻璃层之间被粘合层连接， 粘合层采用放碎裂和吸能材料复合而成。 防弹玻璃在炕单过程中，外层玻璃被子弹撞击和侵蚀，最后断裂，因此防弹玻璃的 外层防弹板的高强度和高压缩性是决定了整个防弹玻璃抗弹性能的最主要因素之一。而玻 璃属于多晶材料，其弹性模量、抗拉强度和抗剪强度远不及钢弹，因此防弹玻璃的应用范围 受制于玻璃的种种特性。 另一方面，蓝宝石拥有极高的熔点，其弹性模量、抗拉强度和抗剪强度可以超过一 般的炮钢。目前最常用的生长蓝宝石板材的方法为EFG法，该方法借助模具，将高温氧化铝 熔液直接定向凝固成大尺寸单晶蓝宝石板材，但由于直接生长的晶体表面粗糙，粗糙的表 面对光进行了不同方向的折射，使其可见光透过后的图像采生了严重变形，无法达到透明 装甲对外部观察的要求。在以往的蓝宝石单晶EFG板材在应用于防弹玻璃之前，为了解决 粗糙的表面对光不同方向折射的影响，需要对晶体进行磨抛处理。这是一个加工成本很大 的处理。因为蓝宝石莫氏硬度达到9,磨抛的过程难度大、而且加工过程中还要注意防止晶 体表面应力变化，当板材的面积很大时，硬度很高的材料磨抛很难保证平整度（TTV)和翘曲 度（B0W)。 因此，如果想低成本地利用蓝宝石作为防弹透明装甲，需要降低蓝宝石防弹玻璃 的制造难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种易于加工的单晶蓝宝石防弹 玻璃，降低了生产成本。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种易于加工的单晶蓝宝石防 弹玻璃，包括至少四层结构，依次为折射率与蓝宝石接近的外层光学玻璃层、单晶蓝宝石 层、折射率与蓝宝石接近的内层光学玻璃层以及透明有机材料层。 进一步地，所述的单晶蓝宝石层为高温熔液定向凝固形成的单晶板材，且单晶蓝 宝石层表面未经任何加工或未经抛光处理。 进一步地，所述的外层光学玻璃层或者内层光学玻璃层至少包含一层透明且可见 光波折射率为1. 755?1. 77的光学玻璃。 进一步地，所述的光学玻璃为含有二氧化硅和氧化铅的重火石玻璃或者含有二氧 化娃和镧火石玻璃中的一种或者两种。 进一步地，所述的重火石玻璃或者镧火石玻璃为浮法玻璃、平拉玻璃、垂直引上玻 璃或延压玻璃。 进一步地，所述的外层光学玻璃层的厚度为0. 2?10mm，内层光学玻璃层的厚度 为 0· 2 ?10mm η 进一步地，所述的透明有机材料层的厚度为3?10mm，采用的材料为聚碳酸酯板 材、聚碳酸酯纤维层、丙烯酸酯纤维层、聚乙烯层或聚氨酯层。 进一步地，所述的单晶蓝宝石层的厚度为8?50_，其与光学玻璃的贴合面为蓝 宝石晶体的A面或Μ面。 进一步地，所述的内层光学玻璃层和透明有机材料层之间设置有聚氨酯胶片粘合 层。 本专利技术还提供了一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃的加工方法，包括加工蓝宝 石复合玻璃、蓝宝石复合玻璃磨抛处理和贴合透明有机材料三个步骤，具体操作如下： (1) 加工蓝宝石复合玻璃：将外层光学玻璃层和内层光学玻璃层分别贴合于单晶蓝宝 石层的两侧，升温至500°C?1200°C，保温2?6小时，在外层光学玻璃层和内层光学玻璃 层上均匀施加〇· IMPa?5MPa的压力，保压2?20小时，以100?500°C /h降至550? 650°C，保温2?20h，再缓慢降至室温，获得蓝宝石复合玻璃； (2) 蓝宝石复合玻璃磨抛处理：采用常规的磨抛处理； (3) 贴合透明有机材料：步骤（2)处理后的蓝宝石复合玻璃、聚氨酯胶片粘合层和透明 有机材料层依次贴合压紧，升温至20°C?160°C，保温2?6小时后，在蓝宝石复合玻璃和 透明有机材料层均匀施加〇· IMPa?2. 6MPa的压力，保持压力2?20小时，缓慢降至室温， 获得单晶蓝宝石防弹玻璃。 本专利技术的有益效果： 1、 本专利技术所提的一种易于加工的蓝宝石防弹玻璃，结构合理，拥有良好的抗弹能力； 2、 本专利技术蓝宝石防弹玻璃的加工方法简便，规避了困难的蓝宝石磨抛处理，仅对外层 或内层玻璃进行磨抛处理，便可获得良好的光学效果，其加工成本和加工难度，较光学效果 等同级别的蓝宝石均大幅降低。 【附图说明】 图1为本专利技术的实施例1的防弹玻璃的结构示意图； 图中，1-外层光学玻璃层；2-单晶蓝宝石层；3-内层光学玻璃层；4-透明有机材料层。 图2为本专利技术实施例2的防弹玻璃的结构示意图； 图中，1-外层光学玻璃层；2-单晶蓝宝石层A ;3-内层光学玻璃层A ;4_单晶蓝宝石层 B ;5-内层光学玻璃层B ;6_透明有机材料层。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作详细说明。 本专利技术的一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，包括至少四层结构，依次为折射 率与蓝宝石接近的外层光学玻璃层、单晶蓝宝石层、折射率与蓝宝石接近的内层光学玻璃 层以及透明有机材料层。 其中，单晶蓝宝石，由EFG直接生长而成，表面未经任何加工，或者仅经过最简单 的表面磨平处理，未经过抛光加工。 折射率与蓝宝石接近的光学玻璃，至少含有一层透明无色且可见光波段折射率为 1. 755至1. 765的普通光学玻璃，其材质可以是重火石玻璃或镧火石玻璃的一种或者两种， 其制作工艺可以是浮法玻璃或压延玻璃等工艺方法。 透明有机材料层是一种透光性能良好，且具有一定韧性的聚碳酸酯板材；透明有 机材料也可以采用具有韧性的聚碳酸酯纤维层、丙烯酸酯纤维层、聚乙烯、聚氨酯等材料。 考虑到EFG工艺生长的晶体，其厚度差异0.2mm以上，因此所述光学玻璃层厚度 必须大于0. 2mm，以覆盖蓝宝石表面不平坦的凹凸结构。由于光学玻璃层目的在于消除蓝宝 石不平整的表面产生的不同方向的折射，而不在于抗弹，所以厚度超过1〇_亦无必要。 根据使用场合和目的蓝宝石层厚度通常为5?50_，若蓝宝石层厚度低于5_，贝U 抗弹明显能力降，若蓝宝石层厚度超过50mm，则EFG工艺生长蓝宝石晶体难以实现。实验表 明，通常25m本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：包括至少四层结构，依次为折射率与蓝宝石接近的外层光学玻璃层、单晶蓝宝石层、折射率与蓝宝石接近的内层光学玻璃层以及透明有机材料层。
【技术特征摘要】
1. 一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：包括至少四层结构，依次为折 射率与蓝宝石接近的外层光学玻璃层、单晶蓝宝石层、折射率与蓝宝石接近的内层光学玻 璃层以及透明有机材料层。2. 根据权利要求1所述的一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：所述的 单晶蓝宝石层为高温熔液定向凝固形成的单晶板材，且单晶蓝宝石层表面未经任何加工或 未经抛光处理。3. 根据权利要求1所述的一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：所述 的外层光学玻璃层或者内层光学玻璃层至少包含一层透明且可见光波折射率为1. 755? 1.77的光学玻璃。4. 根据权利要求3所述的一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：所述的 光学玻璃为含有二氧化硅和氧化铅的重火石玻璃或者含有二氧化硅和氧化镧的镧火石玻 璃中的一种或者两种。5. 根据权利要求4所述的一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：所述的 重火石玻璃或者镧火石玻璃为浮法玻璃、平拉玻璃、垂直引上玻璃或延压玻璃。6. 根据权利要求1所述的一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：所述的 外层光学玻璃层的厚度为0. 2?10mm，内层光学玻璃层的厚度为0. 2?10mm。7. 根据权利要求1所述的一种易于加工的单晶蓝宝石防弹玻璃，其特征在于：所述的 透明有机材料层的厚度为3?10mm，采用的材料为聚碳酸酯板材、聚碳酸酯纤维层、丙烯酸 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛卫明，马远，牛沈军，吴勇，周健杰，邱一豇，
申请(专利权)人：江苏中电振华晶体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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