改进的陶瓷弹道板构造制造技术

由多个相对薄陶瓷层和至少一个高韧性纤维的纤维衬背层形成的防弹板。二个相对薄陶瓷层彼此相邻，但可被高韧性纤维的附加纤维衬背层分开。陶瓷贴面板提供对弹道抛射体的所需防护等级。通过选择板中使用的陶瓷层数目可抵抗不同的威胁等级。相对薄陶瓷层比总厚度与多个陶瓷贴面层合计厚度相同的厚陶瓷板制造更简单。本发明专利技术的具有多个陶瓷层的板提供了与厚度和组成基本相同的整体板基本相同或更好的防弹性。通过使用所需数量的相对薄陶瓷层和纤维衬背的预制体可提供对各种威胁等级的防护。这允许更大的制造灵活性，并可减少需要被储存以便提供对不同威胁等级的防护的板构造库存。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的陶资弹道板构造 专利技术背景专利
本专利技术涉及包括陶瓷板的弹道装曱。 相关技术描述辆用装曱、飞机机身装曱、固定物体等。在一种用在例如陆地车辆和 飞机中的已知弹道装甲构造中，陶资板被粘着到高韧性纤维层上。设 计陶瓷板在构造中面向外用作提供对弹道抛射体最初防护的初级层。 这些结构被称为陶瓷贴面板。这些板通常能有效吸收和分散来自抛射 体和抛射体碎片的动能。注意针对具体的威胁等级设计这些类型的板。当威胁等级增加 时，需要增加陶瓷板的厚度。但是，难以制造相对厚的防弹陶瓷板， 其增加了制造工艺的成本和复杂性。另外，使用陶瓷板抵抗的威胁等级在安装时可能并不知道。为了 满足特定威胁等级，弹道装曱板的生产商或安装者必须保持具有不同 厚度的各种陶瓷板的存货，从而特定的陶瓷板可用于安装抵抗预见的 特定类型威胁。需要提供一种能满足必要弹道要求但又能满足上述需要的改进的 陶瓷贴面防弹板。专利技术概述根据本专利技术，提供一种防弹板，该板包括 具有外护面表面和内护面表面的第 一 相对薄陶瓷层； 包括高韧性纤维网络并具有外护面表面和内护面表面的第一纤维 层，第一纤维层的外护面表面靠着陶瓷层的内护面表面；和具有外护面表面和内护面表面的第二相对薄陶瓷层，第二陶瓷层6的外护面表面靠着第一纤维层的内护面表面。优选板具有与可比陶瓷板构造的防弹性相比基本相等或更高的防 弹性，可比陶乾板构造只具有用纤维层作衬背的单一陶瓷层，该板具 有与第一陶覺层、第一纤维层、第二陶瓷层和第二纤维层的合计厚度基本相同的总厚度。还可提供包括高韧性纤维网络并具有外护面表面和内护面表面的 第二纤维层，第二纤维层的外护面表面靠着第二陶瓷层的内护面表 面，并且第二纤维层的内护面表面靠着第一陶瓷层的外护面表面。还是根据本专利技术，提供一种防弹板，该板包括具有外护面表面和内护面表面的第一相对薄陶瓷层；包括高韧性纤维网络并具有外护面表面和内护面表面的第一纤维层，第一纤维层的外护面表面靠着陶瓷层的内护面表面；具有外护面表面和内护面表面的第二相对薄陶瓷层，第二陶瓷层 的外护面表面靠着第一纤维层的内护面表面；和包括高韧性纤维网络并具有外护面表面和内护面表面的第二纤维 层，第二纤维层被插在第一陶瓷层和第二陶瓷层之间，第二纤维层的 外护面表面靠着第二陶瓷层的内护面表面。又根据本专利技术，提供一种被设计抵抗一定弹道抛射体威胁等级的 陶资贴面防弹板，改进包括由包括以下的结构形成板具有外护面表面和内护面表面的第一相对薄陶瓷层；包括高韧性纤维网络并具有外护面表面和内护面表面的第一纤维 层，第一纤维层的外护面表面靠着陶瓷层的内护面表面；和具有外护面表面和内护面表面的第二相对薄陶瓷层，第二陶瓷层 的内护面表面靠着第一陶瓷层的外护面表面。本专利技术提供一种具有多个陶瓷层和至少一个(并优选二个)纤维 衬层以便提供具有所需防护等级的陶瓷贴面板的防弹板。例如，通常自优选用纤维衬:i作为衬背:相对i陶资层形成板，利用在板中选4要使用的陶瓷材料层数可抵抗不同威胁等级。相对薄的陶瓷层比总厚 度与多个陶资贴面层的合计厚度相同的厚陶瓷板制造更简单。令人惊奇地是，具有多个陶瓷层的本专利技术的板提供了与具有基本相同厚度和 组成的整体板基本相同或更好的防弹性。另外，通过制造具有纤维村背的相对薄陶瓷板，弹道保护产品的 生产商或安装者只需要备有 一种陶瓷板或 一种陶瓷贴面板。通过使用 所需数量的相对薄陶瓷板或陶瓷贴面板可提供对各种弹道威胁的防 护。如果需要，可在本领域中所用的相对简单工艺中制造和组装这许 多个板。这允许更大的制造弹性和降低总的结构成本。专利技术详述如上所述，本专利技术的弹道板由多个相对薄的陶乾层和至少 一 个并 优选多个高韧性纤维的纤维层形成。陶瓷材料可为整体结构形式，或 为以合适方式(例如粘着在支撑层上或纤维层上)连接到一起的独立 较小陶资砖的形式。用在弹道应用中的这类陶资层在本领域中是已知 的。用在本专利技术的板中的典型陶资材料包括金属和非金属氮化物、硼 化物、碳化物、氧化物等以及它们的混合物。具体材料包括碳化硅、 氧化硅、氮化硅、石炭化硼、氮化硼、二硼化钛、氧化铝、氧化4美等以 及它们的混合物。优选的陶瓷材料包括氧化铝、碳化硅、碳化硼和它 们的混合物。本专利技术的陶瓷层相对薄。本文使用的术语相对薄指陶瓷层通常具有不超过约0. 6英寸(15. 2mm)、更优选不超过约0. 5英寸 (12. 7mm)和最优选不超过约0. 4英寸(10. 2mm )的厚度。陶资层的 厚度可为例如约0. 05到约0. 6英寸(1. 3-15. 2mm),更优选约0. 1 到约0. 5英寸(2. 5-12. 5mm)和最优选约0. 1到约0. 4英寸 (2, 5-10. 2mm)。陶瓷层可未被增强，或用例如纤维材料来增强，并可从大量来源 得到。例如，陶瓷层可被粘结到玻璃纤维、石墨纤维等上面或用它们包裹。陶瓷层可具有任意面密度，如约0. 5到约15psf( 2. 44-7 3. 24ksm)， 更优选约1到约10psf ( 4. 88-48. 83ksm),和最优选约2到约5psf (9. 77-24. 41ksm)。例如，厚度为约O. IIO英寸(2.8mm)的氧化铝 陶瓷层一般可具有约2. 30psf ( 11. 23ksm)的面密度。本专利技术的各种层通常具有矩形或方形构造，但可使用其它形状， 如弯曲层。陶瓷层具有外表面和内表面。8本专利技术提供第 一 相对薄陶瓷层。第 一 陶瓷层用优选粘着到其上的 第 一 纤维层作为衬背。陶瓷板构造中包括至少 一 个其它相对薄陶瓷 层。第二相对薄陶瓷层为向外护面层(任何附加陶瓷层都这样)。第 二相对薄陶资层和任何后续陶瓷层优选具有与第 一 陶瓷层相同的构 造。第二陶瓷层可靠着并优选粘着到第一陶瓷层的外护面表面上。在 一种实施方案中，第二陶瓷层直接粘着到第一陶瓷层上。在另一种优 选实施方案中，第二陶瓷层也用优选与第 一纤维层中纤维层相同的纤 维层(第二纤维层)作为衬背。但是，或者第二纤维层中的纤维可与 第一纤维层中的那些纤维不同。当使用第二纤维层时，将其插入在第 一和第二相对薄陶瓷层之间，第二纤维层的外护面表面靠着第二陶瓷 层的内护面表面，第二纤维层的内护面表面靠着第一陶瓷层的外护面 表面。优选地，板中的所有层都被粘着到一起。如果需要，可在本专利技术的板中使用附加陶瓷层和/或附加纤维层。 这些附加层可靠着第二陶瓷层(并因此在构造中向外延伸)或可靠着 第一纤维层(并因此在结构的向内侧上延伸)。优选地，这些附加层 为相对薄陶瓷层和另一个纤维层的组合层。例如，可使用具有外表面和内表面的第三相对薄陶瓷层。第三陶乾层的内表面优选靠着并优选 粘着到第二陶瓷层的外表面上。还可使用第三纤维层，其同样具有外 表面和内表面。第三陶瓷层的外表面靠着并优选粘着到第三陶瓷层的 内表面上和第二陶资板的外表面上。附加陶资层(例如第三层、第四 层等)优选为与第一和第二陶瓷层相同的类型(但如果需要，它们可 不同)。附加纤維层(例如第三纤维层、第四纤维层等)优选与第一 和第二纤维层相同(但如果需要，它们可不同)。在一种优选实施方案中，第一陶瓷层和第一纤维层被预制成单一 单元。同样，第二陶瓷层和第二纤维层优选被预制成单一单元。这还 优选扩展到任何第三或第四或更多层陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防弹板，所述板包括：　具有外护面表面和内护面表面的第一相对薄陶瓷层；　包括高韧性纤维网络并具有外护面表面和内护面表面的第一纤维层，所述第一纤维层的所述外护面表面靠着所述陶瓷层的所述内护面表面；和　具有外护面表面和内护面 表面的第二相对薄陶瓷层，所述第二陶瓷层的所述内护面表面靠着所述第一陶瓷层的所述外护面表面，所述第二陶瓷层面向所述板外。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-3-24 11/388,422限定的本发明的范围内。权利要求1. 一种防弹板，所述板包括具有外护面表面和内护面表面的第一相对薄陶瓷层；包括高韧性纤维网络并具有外护面表面和内护面表面的第一纤维层，所述第一纤维层的所述外护面表面靠着所述陶瓷层的所述内护面表面；和具有外护面表面和内护面表面的第二相对薄陶瓷层，所述第二陶瓷层的所述内护面表面靠着所述第一陶瓷层的所述外护面表面，所述第二陶瓷层面向所述板外。2. 权利要求1的板，还包括了包括高韧性纤维网络并具有外护面 表面和内护面表面的第二纤维层，所述第二纤维层被插在所述第一陶 瓷层和所述陶瓷层之间，所述第二纤维层的所述外护面表面靠着所述 陶瓷层的所述内护面表面，和所述第二纤维层的所述内护面表面靠着 所述第一陶瓷层的所述外护面表面。3. 权利要求1的板，其中所述板具有与可比陶瓷板构造的防弹性 相比基本相等或更高的防弹性，可比陶瓷板构造只具有用纤维层作衬背的单一陶瓷层，该单一陶瓷层具有与所述第一陶瓷层和第二陶瓷层 的合计厚度基本相同的总厚度。4. 权利要求3的板，其中所述高韧性纤维选自高分子量聚乙烯、 高分子量聚丙烯、芳族聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚吲哚、聚酯 和刚性棒纤维，所述第二类高韧性纤维选自高分子量聚乙烯、高分子 量聚丙烯、芳族聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚吲哚、聚酯和刚性 棒纤维以及它们中二种或多种的混合物。5. 权利要求4的板，其中所述高韧性纤维具有至少约22g/d的韧性。6. 权利要求4的板，其中所述高韧性纤维具有至少约28g/d的韧性。7. 权利要求4的板，其中所述第一纤维层为具有树脂基质的非织 造单向取向纤维网络形式。8. 权利要求7的板，其中所述树脂占所述第一纤维层的约5wt。/。至约40wt%。9. 权利要求7的板，其中所述第一纤维层包括多个相对于彼此取向的独立叠层。10. 权利要求9的板，其中所述叠层相对于邻近的叠层以90°的 角度取向。11. 权利要求10的板，其中所述第一纤维层包括多个预浸料坯， 预浸料坯包括多个相对于彼此取向的纤维叠层。12. 权利要求4的板，其中所述第一纤维层为具有树脂基质的织造 布形式。13. 权利要求4的板，其中所述第一层包括多个相对于彼此取向的 独立叠层，并且叠层的数目为约2到约200。14. 权利要求4的板，其中所述第一纤维层包括选自高分子量聚乙 烯纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯并n恶唑纤维和其混合物中的纤维。15. 权利要求14的板，其中所述第一纤维层包括高分子量聚乙烯 纤维。16. 权利要求l的板，其中所述陶瓷层包括选自金属和非金属氮化 物、硼化物、碳化物和氧化物及其混合物中的陶资材料。17. 权利要求l的板，其中所述陶瓷层包括选自碳化硅、氧化硅、 氮化珪、石友化硼、氮化硼、二硼化钛、氧化铝和氧化4美以及它们的混 合物中的陶资材料。18. 权利要求1的板，其中所述陶瓷层包括选自氧化铝、碳化硅、 碳化硼和它们的混合物中的陶资材料。19. 权利要求3的板，其中所述陶瓷层包括氧化铝。20. 权利要求l的板，其中所述第一和所述第二陶瓷层各自的厚度 为约0. 05到约0. 6英寸(1. 3-15. 2mm)。21. 权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：A巴特纳加，LL沃纳，HL小默里，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]