一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术涉及防弹陶瓷技术领域，公开了一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法，其包括以下方法步骤：准备以下重量份原料：碳化硼粉末22

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法


[0001]本专利技术涉及防弹陶瓷
，尤其涉及一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法。

技术介绍

[0002]现有防弹板，越来越多采用陶瓷作子弹防御主体，例如碳化硼，碳化硅。相比金属材料，陶瓷有着强度极高，重量轻，而且可以轻松耐受强酸强碱，高温等恶劣工况。但是任何事物都有其两面性，陶瓷超高的硬度也带来了其最大的缺点，脆性(易碎性)。被子弹击碎的陶瓷会完全失去其防护性能，对人身安全有着重大的威胁。因此陶瓷的增韧问题，是未来陶瓷的重要发展方向，也是此类防弹板最重要的技术，因此，我们提出一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法来解决以上问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出的一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法,解决了
技术介绍
中的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法，包括以下方法步骤：
[0006]S1、准备以下重量份原料：碳化硼粉末22
‑
43份、石墨烯9
‑
15份、乙醇12
‑
22份、分散剂4
‑
8份、取硅橡胶2
‑
7份、二硼化钒3
‑
9份、核壳结构聚合物5
‑
7份、硅烷偶联剂2
‑
5份、环氧树脂6
‑
11份；
[0007]S2：配制石墨烯悬浮液：将分散助剂溶解于乙醇中，制成溶液，然后向溶液中加入石墨烯粉末，并采用高压均质工艺分散15
‑
22h，获得石墨烯均匀分散的石墨烯悬浮液；
[0008]S3：增韧粉的配置，包括以下步骤：
[0009]S31、称取硅橡胶、二硼化钒、核壳结构聚合物依次加入反应釜，升温60
‑
90℃搅拌1
‑
2h，冷却；
[0010]S32、向反应釜中再计入硅烷偶联剂、环氧树脂进搅拌搅拌20
‑
40min，得到混合物料；
[0011]S33、混合物料通过双螺杆挤出机挤出、造粒、干燥，粉碎制得增韧粉；
[0012]S4、将步骤S1中得到的碳化硼粉末和步骤S2中制得的石墨烯悬浮液以及S3中得到的增硬粉加入三辊研磨机中进行混料；
[0013]S5、将步骤S4得到的粒度分布均匀、流动性良好、水分含量适中的基料加入造粒机中造粒，粒径为5
‑
100μm，然后烘干，烘干燥温度为100
‑
110℃，烘干后得到造粒粉；
[0014]S6、采用双向模压成型对所述造粒粉进行干压，得到密度为1.5g/立方厘米～1.8g/立方厘米的生坯；其中，双向模压成型的压力为120MPa～180MPa。
[0015]S7、将所述生坯于400℃～600℃下脱脂，再于820℃～880℃下充保护气体加压至1MPa～2MPa；然后在压力5MPa～7MPa下，于1700～1800℃烧结2h～8h，烧结成型，得到氮化硅陶瓷材料。
[0016]优选地，所述S1中，碳化硼粉末选用D50＜3um的碳化硼粉末作为原料。
[0017]优选地，所述S1中，准备以下重量份原料：碳化硼粉末25
‑
40份、石墨烯10
‑
14份、乙醇14
‑
20份、分散剂6
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8份、取硅橡胶3
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6份、二硼化钒4
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8份、核壳结构聚合物6
‑
7份、硅烷偶联剂3
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5份、环氧树脂7
‑
10份。
[0018]优选地，所述S1中，准备以下重量份原料：碳化硼粉末33份、石墨烯12份、乙醇17份、分散剂6份、取硅橡胶5份、二硼化钒6份、核壳结构聚合物6份、硅烷偶联剂4份、环氧树脂9份。
[0019]优选地，所述S4中，三辊研磨机的慢速辊筒和中速辊筒及快速辊筒的辊筒速比为1:4:9，慢速辊筒速度为15
‑
25rpm，循环研磨6
‑
8次。
[0020]优选地，所述S7中，在将所述生坯烧结成型的步骤中的温控程序如下：以每分钟4℃/min从450℃～550℃升温至820℃～880℃时，加压到1MPa～2MPa；以每分钟2℃/min～3℃min从820℃～880℃升温至1700～1800℃。
[0021]优选地，所述S7中，升温至1100℃～1200℃时加压到3MPa，升温至1400℃～1500℃时加压到4MPa；升温至1700～1800℃时加压至5MPa。
[0022]优选地，所述S31中，反应釜转速为300
‑
400rad/min。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术采用碳化硼复合陶瓷板的制备方法制得的插板陶瓷，不仅降低了材料的面密度，而且提高了材料的硬度及弹性模量，碳化硼材料应用于防护制品时，能提高防护产品的抗弹性能和抗弯曲性能，从而提高防护制品的防护性能，并且添加的石墨烯材料就能够有效引导陶瓷的微观裂纹，从而可提高复合陶瓷板也即是防弹插板的抗多发子弹的性能。
[0025]本专利技术通过称取硅橡胶、二硼化钒、核壳结构聚合物依次加入反应釜，升温搅拌冷却，向反应釜中再计入硅烷偶联剂、环氧树脂进搅拌搅拌，得到混合物料，混合物料通过双螺杆挤出机挤出、造粒、干燥，粉碎制得增韧粉，将制备的赠韧粉融入到插板陶瓷的制备中，使得制备得到的插板陶瓷具有超高硬度的同时，极大的提高插板陶瓷的韧性，提高插板陶瓷的使用寿命。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]实施例一
[0028]一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法，包括以下方法步骤：
[0029]S1、准备以下重量份原料：碳化硼粉末22份、石墨烯9份、乙醇12份、分散剂4份、取硅橡胶2份、二硼化钒3份、核壳结构聚合物5份、硅烷偶联剂2份、环氧树脂6份，碳化硼粉末选用D50＜3um的碳化硼粉末作为原料；
[0030]S2：配制石墨烯悬浮液：将分散助剂溶解于乙醇中，制成溶液，然后向溶液中加入石墨烯粉末，并采用高压均质工艺分散15h，获得石墨烯均匀分散的石墨烯悬浮液；
[0031]S3：增韧粉的配置，包括以下步骤：
[0032]S31、称取硅橡胶、二硼化钒、核壳结构聚合物依次加入反应釜，升温60℃搅拌1h，冷却，反应釜转速为300rad/min；
[0033]S32、向反应釜中再计入硅烷偶联剂、环氧树脂进搅拌搅拌20
‑
40min，得到混合物
料；
[0034]S33、混合物料通过双螺杆挤出机挤出、造粒、干燥，粉碎制得增韧粉；
[0035]S4、将步骤S1中得到的碳化硼粉末和步骤S2中制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硼单兵插板陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下方法步骤：S1、准备以下重量份原料：碳化硼粉末22
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43份、石墨烯9
‑
15份、乙醇12
‑
22份、分散剂4
‑
8份、取硅橡胶2
‑
7份、二硼化钒3
‑
9份、核壳结构聚合物5
‑
7份、硅烷偶联剂2
‑
5份、环氧树脂6
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11份；S2：配制石墨烯悬浮液：将分散助剂溶解于乙醇中，制成溶液，然后向溶液中加入石墨烯粉末，并采用高压均质工艺分散15
‑
22h，获得石墨烯均匀分散的石墨烯悬浮液；S3：增韧粉的配置，包括以下步骤：S31、称取硅橡胶、二硼化钒、核壳结构聚合物依次加入反应釜，升温60
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90℃搅拌1
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2h，冷却；S32、向反应釜中再计入硅烷偶联剂、环氧树脂进搅拌搅拌20
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40min，得到混合物料；S33、混合物料通过双螺杆挤出机挤出、造粒、干燥，粉碎制得增韧粉；S4、将步骤S1中得到的碳化硼粉末和步骤S2中制得的石墨烯悬浮液以及S3中得到的增硬粉加入三辊研磨机中进行混料；S5、将步骤S4得到的粒度分布均匀、流动性良好、水分含量适中的基料加入造粒机中造粒，粒径为5
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100μm，然后烘干，烘干燥温度为100
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110℃，烘干后得到造粒粉；S6、采用双向模压成型对所述造粒粉进行干压，得到密度为1.5g/立方厘米～1.8g/立方厘米的生坯；其中，双向模压成型的压力为120MPa～180MPa。S7、将所述生坯于400℃～600℃下脱脂，再于820℃～880℃下充保护气体加压至1MPa～2MPa；然后在压力5MPa～7MPa下，于1700～1800℃烧结2h～8h，烧结成型，得到氮化硅陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种碳化硼单兵插板陶...

【专利技术属性】
技术研发人员：任世峰，孙绫均，方捷，李强，
申请(专利权)人：景德镇华迅特种陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：