一种舰用轻型装甲复合纤维混杂结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种舰用轻型复合装甲纤维混杂结构，包括高强玻纤布、芳纶布和树脂薄膜，纤维混杂结构为由玻纤布混杂结构和芳纶布混杂结构组成，玻纤布混杂结构的铺敷结构由若干组树脂薄膜+玻纤单向布0°+树脂薄膜+玻纤单向布90°组成；芳纶布混杂结构的铺敷结构由若干个树脂薄膜+芳纶单向布0°+树脂薄膜+芳纶单向布90°组成。本实用新型专利技术本专利的有益效果是，相比原来正交编织纤维布制备混杂结构轻型装甲产品，单向纤维布制备混杂结构轻型装甲的防护性能提升约12.3%，纤维布仅编织方式不同，装甲厚度、面密度、成本均变化不大。

【技术实现步骤摘要】
一种舰用轻型装甲复合纤维混杂结构
本技术涉及复合材料的加工和应用技术。
技术介绍
目前船用复合材料轻质防弹装甲主要采用芳纶纤维、高强玻璃纤维等与热塑性树脂薄膜复合。船用轻型复合装甲与船体钢板共同组成舰用防护结构，主要防御导弹爆炸产生的小质量高速破片。考虑舰用材料的防火、阻燃以及烟雾毒性要求，舰用轻型复合装甲通常选用高强玻纤织物、芳纶织物等制作。对于玻纤/芳纶混杂结构轻型复合装甲，迎弹面为玻纤层，利用其整体强度和刚度抵御破片的开坑冲击；背弹面为芳纶层，利用其分层及拉伸变形吸能，兜住破片。在纤维和树脂薄膜体系已定型情况下，正交编织纤维布与树脂的组织结构经过多年研究，优化设计已进入瓶颈。
技术实现思路
本技术专利技术提供了一种舰用轻型装甲复合纤维混杂结构。一种舰用轻型复合装甲纤维混杂结构，包括高强玻纤布、芳纶布和树脂薄膜，纤维混杂结构为由玻纤布混杂结构和芳纶布混杂结构组成，玻纤布混杂结构的铺敷结构由若干组：树脂薄膜+玻纤单向布0°+树脂薄膜+玻纤单向布90°组成；芳纶布混杂结构的铺敷结构由若干组：树脂薄膜+芳纶单向布0°+树脂薄膜+芳纶单向布90°组成。进一步地，上述纤维混杂结构最外层均为树脂薄膜，所述玻纤布混杂结构的铺敷厚度∶芳纶布混杂结构铺敷厚度=1∶1。本技术的有益效果是：在现有纤维和树脂体系下，将纤维织物形式由正交编织布替换为单向布0°/90°正交铺层。就防弹机理而言，弹丸击中织物后会在弹着点区域产生一个径向的振动波，通过纱线高速扩散；当振动波到达纱线的交织点时，一部分会沿着原纱线反射回去，形成反射波；反射波与原来的入射波产生叠加，增大了纱线受到的拉伸作用，对材料的防弹性能产生不利影响。因此，单向、没有交织点的材料具有较优的抗冲击性能。附图说明图1本技术的纤维混杂结构示意图；图2、本技术的单向布0°正交铺层结构示意图；图3、本技术的单向布90°正交铺层结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。具体地：（1）将高强玻纤丝和芳纶丝分别制作成一定面密度的单向纤维布（参见图2和图3）；（2）按模具尺寸将单向高强玻纤布和单向芳纶布裁剪为标准规格，确保外表面层平滑无缺陷，裁剪边缘的侧表面整齐；（3）高强玻纤单向布、芳纶单向布、树脂薄膜铺敷方式：树脂薄膜+玻纤单向布0°+树脂薄膜+玻纤单向布90°+……树脂薄膜+玻纤单向布0°+树脂薄膜+玻纤单向布90°+树脂薄膜+芳纶单向布0°+树脂薄膜+芳纶单向布90°+……树脂薄膜+芳纶单向布0°+树脂薄膜+芳纶单向布90°+树脂薄膜，保证玻纤单向布、芳纶单向布临近铺层均有1层树脂薄膜，相邻布层采取0°/90°交叉铺层的方式，纤维布最表层均应铺有1层树脂薄膜，高强玻纤布、芳纶布铺层厚度约1：1；其应按顺序铺敷于模具中，并抹平；（4）预成型：合模3-5秒后开启，观察纤维布铺层在合模过程中是否发生整体位移或各层间位移过大，及时调整并做好校准工作；（5）模压成型：逐步升温升压，至200-210℃，加压至18-20Mpa，保温保压10-20min；（6）冷却开模：保持恒定压力，通入冷却液；待温度降至80℃以下，开模，取出板材。本专利技术在仅通过改变纤维编织方式情况下，能有效提升其防弹性能。在制作成本及原纤维组成材料不变的前提下，对原产品的防护性能进行提升改进。利用单向布比正交编制布利于扩散弹丸冲击振动波的机理，将原产品的玻纤/芳纶正交编织布全部替换为单向布。在纤维含量及面密度不变的前提下，通过实弹反复多次测试，得到如下结果：靶板类型靶板厚度面密度V0正交布编织靶板8.5mm14.5Kg/m2901m/s单向布编织靶板8.5mm14.5Kg/m2955m/s说明：1）表中靶板测试防御对象为：45钢制作的3.3g立方块破片；2）V0：指对于某一种枪弹类型，受试样品形成穿透概率为0的最高速度。3）对于某一种枪弹类型，防弹能力可采用吸能来量化，E=1/2m破片V02（E指吸能，m破片指破片质量）。4）E单向/E正交=1/2m（955m破片/s）2/[1/2m(901m破片/s）2]=9552/9012=1.123，单向布编织，吸能提升：（1.123-1）/1×100%=12.3%。注：E单向指单向布编织靶板防弹吸能能力，E正交指正交布编织靶板防弹吸能能力。相比原来正交编织纤维布制备混杂结构轻型装甲产品，单向纤维布制备混杂结构轻型装甲的防护性能提升12.3%，纤维布仅编织方式不同，装甲厚度、面密度、成本均变化不大。以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种舰用轻型装甲复合纤维混杂结构，包括高强玻纤布、芳纶布和树脂薄膜，其特征在于，纤维混杂结构为由玻纤布混杂结构和芳纶布混杂结构组成，所述玻纤布混杂结构的铺敷结构由若干组树脂薄膜+玻纤布0°+树脂薄膜+玻纤布90°组成；所述芳纶布混杂结构的铺敷结构由若干个树脂薄膜+芳纶布0°+树脂薄膜+芳纶布90°+树脂薄膜组成。

【技术特征摘要】
1.一种舰用轻型装甲复合纤维混杂结构，包括高强玻纤布、芳纶布和树脂薄膜，其特征在于，纤维混杂结构为由玻纤布混杂结构和芳纶布混杂结构组成，所述玻纤布混杂结构的铺敷结构由若干组树脂薄膜+玻纤布0°+树脂薄膜+玻纤布90°组成；所述芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁程，曹雷，崔忠杰，
申请(专利权)人：咸宁海威复合材料制品有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42