一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括防弹材料预制件和陶瓷树脂，所述防弹材料预制件连接陶瓷树脂，防弹材料预制件以SiC陶瓷纤维为原料，防弹材料预制件采用三维机织工艺整体一次性制备，所述陶瓷树脂以聚碳硅烷/二甲苯树脂为基体；本发明专利技术提出的本陶/陶硬质防弹材料的制备方法，先将防弹材料预制件与陶瓷树脂复合在一起，再经过多次的浸渍和高温，最后在惰性气体保护下对防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物进行热处理，完整工艺制成的陶/陶硬质防弹材料，具有重量轻，强度高、硬度高、压缩强度高、防弹等级高、防多发弹性能好的优点，适用于对高速子弹的防护。

【技术实现步骤摘要】
一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法
本专利技术涉及到一种高性能纤维技术处理与生产技术，特别涉及一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法。
技术介绍
目前，防弹材料主要分为三种类型，即软质防弹材料、半硬质防弹材料、硬质防弹材料。软质防弹材料主要是高性能纤维(芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等)为原料制备的纤维增强复合材料，主要用于防护低速的子弹(500m/s左右的弹速，子弹类型以铅芯弹为主)。半硬质防弹材料一般的结构是采用硬质材料(特种钢、陶瓷板等)与高性能纤维增强复合材料复合使用，主要用于防护较高速的子弹(600m/s左右的弹速，子弹类型以钢芯弹为主)。硬质防弹材料则主要以硬质材料(特种钢、陶瓷板等)为主，主要用于防护高速、高能量子弹(700m/s左右的弹速，子弹类型以钢芯弹等为主)。但是目前我国在超高弹速(超过800m/s的弹速，子弹类型包括钢芯弹、穿甲弹等)防弹材料的研发方面进展不是很好。现有的防弹材料在超高弹速子弹的冲击下，会出现防弹材料被击穿、防弹陶瓷板脆性大而碎裂和防弹材料面密度偏大导致其重量大的问题，同时面对多发子弹同时冲击时，防弹材料的完整性得不到保证。
技术实现思路
专利技术的目的在于提供一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，该方法制成的防弹材料具有重量轻，强度高、硬度高、压缩强度高、防弹等级高、防多发弹性能好的优点，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括防弹材料预制件和陶瓷树脂，所述防弹材料预制件连接陶瓷树脂，防弹材料预制件以SiC陶瓷纤维为原料，防弹材料预制件采用三维机织工艺整体一次性制备，所述陶瓷树脂以聚碳硅烷/二甲苯树脂为基体。优选的：所述防弹材料预制件为三维正交、三维角联锁等机织结构，SiC陶瓷纤维的层数3-15层，纤维体积含量为40-65％。一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将SiC陶瓷纤维放置在三维机织设备内，三维机织设备采用一体成型工艺制备防弹材料预制件；S2：将防弹材料预制件和陶瓷树脂依次放入钢制耐高压浸渍罐内，关闭钢制耐高压浸渍罐的入口处后，将钢制耐高压浸渍罐内的压力调节到0.1-2MPa，设置浸渍时间为5-15min；S3：将上一步骤中浸渍好的混合物取出，并将防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物放入高温烧结炉内，将高温烧结炉的压力调节到20-30MPa，将高温烧结炉的温度调节到1000-1500℃，防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物在高温烧结炉内烧结16-20h，烧结结束后不在第一时间取出混合物，而是保温1-1.5h；S4：依次重复步骤S2和步骤S3工艺5-10次；S5：取出防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物，并对其进行热处理，热处理的温度控制在1500-2000℃，同时热处理加工的时间控制在1～1.5h；S6：待防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物自然冷却后，取出此混合物，并对其进行后处理。优选的：针对步骤S5中，在对防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物进行热处理时，需要在惰性气体保护下进行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的本陶/陶硬质防弹材料的制备方法，先将防弹材料预制件与陶瓷树脂复合在一起，再经过多次的浸渍和高温，最后在惰性气体保护下对防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物进行热处理，完整工艺制成的陶/陶硬质防弹材料，具有重量轻，强度高、硬度高、压缩强度高、防弹等级高、防多发弹性能好的优点，适用于对高速子弹的防护。具体实施方式以下将详细说明本专利技术实施例，然而，本专利技术实施例并不以此为限。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中：一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括防弹材料预制件和陶瓷树脂，防弹材料预制件连接陶瓷树脂，防弹材料预制件以SiC陶瓷纤维为原料，SiC陶瓷纤维是以有机硅化合物为原料经纺丝、碳化或气相沉积而制得具有β-碳化硅结构的无机纤维，SiC陶瓷纤维的强度和韧性都得到了保证，防弹材料预制件采用三维机织工艺整体一次性制备，防弹材料预制件为三维正交、三维角联锁等机织结构，SiC陶瓷纤维的层数3-15层，纤维体积含量为40-65％，防弹材料预制件中的三维结构能增强防弹材料的抗冲击性能、防多发弹性能和抗压缩性能，陶瓷树脂以聚碳硅烷/二甲苯树脂为基体，陶/陶硬质防弹材料在制备时，需要将防弹材料预制件与陶瓷树脂复合在一起，这样在保证防弹材料硬度的同时能增强其韧性，使其能阻挡高速子弹的冲击。一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：将SiC陶瓷纤维放置在三维机织设备内，三维机织设备采用一体成型工艺制备防弹材料预制件，防弹材料预制件经过制备后，防弹材料预制件中的SiC陶瓷纤维层数为3-15层，纤维体积含量为40-65％，防弹材料预制件中的三维结构能增强防弹材料的抗冲击性能、防多发弹性能和抗压缩性能；第二步：将防弹材料预制件和陶瓷树脂依次放入钢制耐高压浸渍罐内，关闭钢制耐高压浸渍罐的入口处后，将钢制耐高压浸渍罐内的压力调节到0.1-2MPa，设置浸渍时间为5-15min，防弹材料预制件和陶瓷树脂经过高压浸渍后其连接更加紧密，当高速飞来的子弹撞击防弹材料，不会发生防弹材料预制件与陶瓷树脂脱离的情况；第三步：将上一步骤中浸渍好的混合物取出，并将防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物放入高温烧结炉内，将高温烧结炉的压力调节到20-30MPa，将高温烧结炉的温度调节到1000-1500℃，防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物在高温烧结炉内烧结16-20h，即此步骤为防弹材料的高温烧结，这样作的好处是增强了防弹材料的硬度和致密性，烧结结束后不在第一时间取出混合物，而是保温1-1.5h，经过保温处理的防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物硬度和致密性会得到进一步提升；第四步：依次重复第二步和第三步工艺5-10次，即重复对防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物进行浸渍和高温烧结，经过多次浸渍和高温烧结的防弹材料硬度和致密性能进一步增强；第五步：取出防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物，并对其进行热处理，热处理的温度控制在1500-2000℃，同时热处理加工的时间控制在1～1.5h，其中在对防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物进行热处理时，需要在惰性气体保护下进行，经过热处理后的防弹材料硬度和致密性能达到防弹要求。第六步：待防弹材料预制件与陶瓷树脂组成的混合物自然冷却后，取出此混合物，并对其进行后处理。本陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括防弹材料预制件和陶瓷树脂，防弹材料预制件以SiC陶瓷纤维为原料，SiC陶瓷纤维是以有机硅化合物为原料经纺丝、碳化或气相沉积而制得具有β-碳化硅结构的无机纤维，SiC陶瓷纤维的强度和韧性都得到了保证，防弹材料预制件采用三维机织工艺整体一次性制备，防弹材料预制件为三维正交、三维角联锁等机织结构，SiC陶瓷纤维的层数3-15层，纤维体积含量为40-65％，防弹材料预制件中的三维结构能增强防弹材料的抗冲击性能、防多发弹性能和抗压缩性能，陶瓷树脂以聚碳硅烷/二甲苯树脂为基体，防弹材料预制件与陶瓷树脂复合在一起，这样在保证防弹材料硬度的同时能增强其韧性，使其能阻挡高速子弹的冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括防弹材料预制件和陶瓷树脂，其特征在于：所述防弹材料预制件连接陶瓷树脂，防弹材料预制件以SiC陶瓷纤维为原料，防弹材料预制件采用三维机织工艺整体一次性制备，所述陶瓷树脂以聚碳硅烷/二甲苯树脂为基体。

【技术特征摘要】
1.一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，包括防弹材料预制件和陶瓷树脂，其特征在于：所述防弹材料预制件连接陶瓷树脂，防弹材料预制件以SiC陶瓷纤维为原料，防弹材料预制件采用三维机织工艺整体一次性制备，所述陶瓷树脂以聚碳硅烷/二甲苯树脂为基体。2.如权利要求1所述的一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，其特征在于：所述防弹材料预制件为三维正交、三维角联锁等机织结构，SiC陶瓷纤维的层数3-15层，纤维体积含量为40-65％。3.一种如权利要求1所述的一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将SiC陶瓷纤维放置在三维机织设备内，三维机织设备采用一体成型工艺制备防弹材料预制件；S2：将防弹材料预制件和陶瓷树脂依次放入钢制耐高压浸渍罐内，关闭钢制耐高压浸渍罐的入口处后，将钢制耐高压浸渍罐内的压力调节到0.1-2MPa，设置浸渍时间为5-15...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹海建，陈红霞，黄晓梅，季涛，杨维维，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32