一种Ti/B制造技术

本发明专利技术涉及一种Ti/B

【技术实现步骤摘要】
一种Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲和金字塔结构层的制备方法
本专利技术属于防弹
，涉及一种Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲和金字塔结构层的制备方法。
技术介绍
现有层状陶瓷复合材料通常为具有较高断裂韧性的SiC/石墨层状复合材料。目前，对于轻质多孔夹层材料抗弹道侵彻能力的研究主要集中于蜂窝夹层结构。随着技术的进步与发展，对现有装甲的防护性能提出了更高的要求，而目前提升现有防弹装甲的抗弹性能，主要通过增加装甲的层数和厚度(即面密度)的方式，以提升装甲在遭受子弹侵彻过程中的破坏吸能效应，如防12.7口径穿燃弹的透明装甲面密度达200kg/m2，装甲的整体质量过重，虽然提升了武器装备的防护效能，但是过重的装甲防护不利于其作战的机动性和整体作战效能的提升。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题：提升装甲的抗弹性能主要通过增加装甲的层数和厚度，导致装甲的整体质量过重，不利于其作战的机动性和整体作战效能的提升。2、技术方案：为了解决以上问题，本专利技术提供了一种Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲，包括保护层和单层背弹层，所述保护层的外侧面为迎弹面，所述保护层的内侧面与所述背弹层的外侧面连接，所述保护层为多层结构，从迎弹面向内依次为铝合金板、Ti/B4C陶瓷板、金字塔复合结构层、Ti/B4C陶瓷板，所述各层之间放置有透明胶片，将各层进行叠层合片后，通过真空热压复合技术进行层合成整体。所述金子塔结构层包括多个单元，每个所述单元有四根杆元组成，每个所述杆元与四棱锥基底夹角为60°，所述金字塔结构层里填充陶瓷棒和碳纤维-环氧树脂复合材料。所述每个杆元的厚度为2mm，宽度为2mm，长度为20mm。所述陶瓷棒为Ti-B4C陶瓷，尺寸为∅6mm×150mm。所述铝合金层为单层或多层。所述多层铝合金的整体厚度为12～24mm，单层铝合金的厚度为6～8mm。所述Ti/B4C陶瓷板是Ti和B4C堆叠而成，形成该Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲的面板层与背板层。所述Ti/B4C陶瓷板为Ti和B4C交错堆叠制得层状。所述Ti和B4C以1:1比例交错交错堆叠，厚度为8～20mm。所述以1：1比例交错堆叠制得层状Ti/B4C各层依次厚度分别为0.2mm的金属Ti薄片和0.4mm的B4C薄片本专利技术还提供了所述的金字塔结构层的制备方法，包括以下步骤：步骤一：制造若干陶瓷异形柱和铝合金金字塔架；步骤二：将若干陶瓷异形柱的两端分别插入到金字塔架中，固定陶瓷异形柱；步骤三：将装配体放入容器中，容器中放入碳纤维-环氧树脂粉末，使碳纤维-环氧树脂粉末进入装配体的陶瓷异形柱的空隙中，并覆盖装配体的陶瓷异形柱的外表面；步骤四：将整个容器放入烧结炉中，烧结后得到金字塔结构层。所述烧结的温度为高于金属的熔点，烧结的温度为1600-1700℃，烧结升温时间为14-16小时，最高温度保温时间为8-12分钟。3、有益效果：本专利技术提供的Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲，所述层状金属/陶瓷复合材料中Ti和B4C层间在断裂中会导致裂纹偏转，且由于金属Ti的存在，使得层状复合材料拥有优异的断裂韧性；陶瓷棒填充金字塔型点阵金属结构使装甲更加轻量化，且使装甲复合结构的整体防弹性能得到大幅度提高。附图说明图1为实施例1中复合装甲结构的整体示意图。图2为实施例1中金字塔结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例来对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构结合的层状装甲，包括保护层和单层背弹层，所述保护层的外侧面为迎弹面，所述保护层的内侧面与所述背弹层的外侧面连接，所述保护层为多层结构，从迎弹面向内依次为铝合金板、Ti/B4C陶瓷板、金字塔复合结构层、Ti/B4C陶瓷板，所述各层之间分别放置有透明胶片，将各层进行叠层合片后，通过真空热压复合技术层合成整体。其中所述的金字塔结构层的制备方法，包括以下步骤：步骤一：制造若干陶瓷异形柱和铝合金金字塔架；步骤二：将若干陶瓷异形柱的两端分别插入到金字塔架中，固定陶瓷异形柱；步骤三：将装配体放入容器中，容器中放入碳纤维-环氧树脂粉末，使碳纤维-环氧树脂粉末进入装配体的陶瓷异形柱的空隙中，并覆盖装配体的陶瓷异形柱的外表面；步骤四：将整个容器放入烧结炉中，烧结后得到金字塔结构层。所述层状金属/陶瓷复合材料中Ti和B4C层间在断裂中会导致裂纹偏转，且由于金属Ti的存在，使得层状复合材料拥有优异的断裂韧性；因此使得陶瓷棒填充金字塔型点阵金属结构的轻质防弹装甲复合结构防弹性能得到大幅度提高。本专利技术的层状Ti/B4C相较于其他层状B4C陶瓷复合材料综合力学性能优异；采用陶瓷棒填充金字塔型点阵金属结构的轻质防弹装甲复合结构使防弹性能得到大幅度提高；在陶瓷板层采用金属Ti和B4C堆叠，使得该层具有高韧性和高强性。该结构设计将上述结构层进行复合，使得此结构设计的装甲具有多层结构的保护层和单层背弹层，使其在轻质的同时抗侵彻性性能得到很大的提高。如图2所示，所述金子塔结构层包括多个单元，每个所述单元有四根杆元组成，每个所述杆元与四棱锥基底夹角为60°，在所述金字塔结构里填充陶瓷棒和碳纤维-环氧树脂复合材料。由于陶瓷棒填充点阵金属结构的塑性大变形和剪切扩孔、陶瓷棒和环氧树脂的断裂破坏以及面板的宏观弯曲变形，提高了此型夹层防护结构的抗侵彻吸能性能，使得陶瓷棒填充金字塔型点阵金属夹层防护结构的抗弹能力得到大幅提高。所述Ti/B4C陶瓷板为Ti和B4C以1:1交错堆叠制得层状。高韧的Ti层和高强B4C层的交替，改善了层状陶瓷面板的断裂中脆性强的弱点。实施例1：结合图1说明本实施方式，一种含陶瓷棒填充金字塔型点阵金属结构的轻质防弹装甲复合结构，保护层的结构依次为：迎弹面采用6mm厚度的Al合金面板1，将其叠放在厚度为6mm的以1:1比例交错堆叠制得的层状Ti/B4C的陶瓷面板2上；上述以1:1比例交错堆叠制得层状Ti/B4C各层依次厚度分别为0.2mm的金属Ti薄片和0.4mm的B4C薄片；将该陶瓷面板2叠放在厚度为2mm，宽度为2mm，单胞中4个杆元的长度为20mm，杆元与四棱锥基底夹角为60°的铝金字塔结构3上，见图2，在铝金字塔结构3中填充尺寸为∅6mm×150mm的Ti/B4C陶瓷棒；此刚度层厚度为12mm。最底层的背弹层为10mm厚的以1:1比例交错堆叠制得的层状Ti/B4C陶瓷背板4；上述以1:1比例交错堆叠制得层状Ti/B4C各层依次厚度分别为0.2mm的金属Ti薄片和0.4mm的B4C薄片；各层材料之间分别放置厚度为0.8mm的PE胶片，上述各层进行叠层合片完毕后，通过真空热压复合技术进行层合，形成本专利技术提出的含点阵金属结构的轻质防弹装甲复合结构。实施例2：一种含陶瓷棒填充金字塔型点阵金属结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ti/B

【技术特征摘要】
1.一种Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲，包括保护层和单层背弹层，所述保护层的外侧面为迎弹面，所述保护层的内侧面与所述背弹层的外侧面连接，其特征在于：所述保护层为多层结构，从迎弹面向内依次为铝合金板、Ti/B4C陶瓷板、金字塔复合结构层、Ti/B4C陶瓷板，所述各层之间放置有透明胶片，将各层进行叠层合片后，通过真空热压复合技术进行层合成整体。


2.如权利要求1所述的Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲，其特征在于：所述金子塔结构层包括多个单元，每个所述单元有四根杆元组成，每个所述杆元与四棱锥基底夹角为60°，所述金字塔结构里填充陶瓷棒和碳纤维-环氧树脂复合材料。


3.如权利要求2所述的Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲，其特征在于：每个所述杆元的厚度为2mm，宽度为2mm，长度为20mm。


4.如权利要求2所述的Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲，其特征在于：所述陶瓷棒为Ti-B4C陶瓷，尺寸为∅6mm×150mm。


5.如权利要求1-4任一权利要求所述的Ti/B4C陶瓷与铝金字塔结构层结合的层状装甲，其特征在于：所述铝合金层为单层或多层。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴超，张翠翠，崔恒，顾佳佳，徐云，孙世豪，张博雄，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32