一种硬质材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种硬质材料的制备方法，属于防弹材料技术领域。本发明专利技术在硬质材料中加入SiC纤维毡和SiC纤维平纹布，形成陶瓷

【技术实现步骤摘要】
一种硬质材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于防弹材料
，具体涉及一种硬质材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]防弹材料主要分为三种类型，包括软质防弹材料、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(UHMWPE、Kevlar等)为原料制备的，主要用于防护低速的子弹(500m/s以下的铅芯弹)。半硬质防弹材料一般是采用硬质材料(装甲钢、陶瓷等)与软质材料复合使用，主要用于防护较高速的子弹(600m/s左右的钢芯弹)。硬质防弹材料以硬质材料(装甲钢、陶瓷等)为主，主要用于防护高速、高能量子弹(700m/s左右的钢芯弹)。
[0003]但现有硬质防弹材料在高速子弹的冲击下，会出现碎裂的现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种硬质材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的硬质材料在高速子弹的冲击下，不会出现碎裂的现象。
[0005]本专利技术提供了一种硬质材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)将SiC纤维毡和SiC纤维平纹布交替层叠，得到第一预制件；
[0007](2)将所述第一预制件进行针刺成型，得到第二预制件；
[0008](3)将所述第二预制件放在陶瓷树脂内进行浸渍，得到复合体；
[0009](4)将所述复合体进行烧结，得到硬质材料前驱体；
[0010](5)将所述硬质材料前驱体进行热处理，得到硬质材料。
[0011]优选的，所述第一预制件的两个表面均为SiC纤维毡。
[0012]优选的，所述第一预制件中SiC纤维毡的层数为11～21层。
[0013]优选的，由外到里，位于所述第一预制件第1层和第3层的SiC纤维毡中纤维的体积含量独立地为55～60％；其余层SiC纤维毡中纤维的体积含量独立地为45～50％；
[0014]由外到里，位于所述第一预制件第2层和第4层的SiC纤维平纹布中纤维的体积含量独立地为60～65％；其余层SiC纤维平纹布中纤维的体积含量独立地为50～55％。
[0015]优选的，每层SiC纤维毡的厚度独立地为0.1～2mm，每层SiC纤维平纹布的厚度独立地为0.1～0.5mm。
[0016]优选的，所述烧结包括第一烧结和第二烧结，所述第二烧结的保温温度比所述第一烧结的保温温度高100～120℃。
[0017]优选的，所述热处理的温度为1500～2500℃，时间为1～1.5h。
[0018]优选的，还包括：在所述复合体进行烧结后重复进行步骤(3)和步骤(4)，得到所述硬质材料前驱体。
[0019]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备得到的硬质材料，包括预制件和陶瓷树脂烧结产物，所述预制件包括交替层叠的SiC纤维毡和SiC纤维平纹布；所述陶瓷树脂烧结产物位于预制件的表面和内部。
[0020]本专利技术还提供了上述方案所述的硬质材料在防弹材料中的应用。
[0021]本专利技术提供了一种硬质材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将SiC纤维毡和SiC纤维平纹布交替层叠，得到第一预制件；(2)将所述第一预制件进行针刺成型，得到第二预制件；(3)将所述第二预制件放在陶瓷树脂内进行浸渍，得到复合体；(4)将所述复合体进行烧结，得到硬质材料前驱体；(5)将所述硬质材料前驱体进行热处理，得到硬质材料。本专利技术在硬质材料中加入SiC纤维毡和SiC纤维平纹布，形成陶瓷
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SiC纤维毡、陶瓷
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SiC纤维平纹布和SiC纤维平纹布
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SiC纤维毡的异相结构，使裂纹的能量在扩展到两相之间时被消耗，阻止了裂纹的扩展，从而使硬质材料保持完整，不发生碎裂。本专利技术通过针刺成型将SiC纤维毡针刺到SiC纤维平纹布中，使硬质材料具有良好的整体性，从而使硬质材料在受到子弹冲击时，能更好地将冲击能量分散到硬质材料的各个部分，保证硬质材料不碎裂。
[0022]此外，SiC纤维毡和SiC纤维平纹布在增强硬质材料的同时增加了硬质材料的韧性，使硬质材料能够通过一定的形变来吸收消耗子弹的冲击能量，从而提高防多发弹的能力和防弹等级。
[0023]进一步地，本专利技术通过对预制件中各层纤维毡和纤维平纹布体积含量的限定，使得硬质材料表面(迎弹面)的密度大于内层(背弹面)密度，形成了密度梯度结构，既保证了迎弹面具有高硬度和强度，同时还减轻了硬质材料整体的密度，使本专利技术的硬质材料具备了轻质的特性。
[0024]进一步的，本专利技术通过重复浸渍与烧结，使硬质材料更加致密化，进一步提高了硬质材料的硬度，进而提高了硬质材料抵抗子弹冲击的能力。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为实施例1制备得到的硬质材料实物图；
[0027]图2为实施例1制备得到的硬质材料实验后的正面；
[0028]图3为实施例1制备得到的硬质材料实验后的反面。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种硬质材料的制备方法，包括以下步骤：
[0030](1)将SiC纤维毡和SiC纤维平纹布交替层叠，得到第一预制件；
[0031](2)将所述第一预制件进行针刺成型，得到第二预制件；
[0032](3)将所述第二预制件放在陶瓷树脂内进行浸渍，得到复合体；
[0033](4)将所述复合体进行烧结，得到硬质材料前驱体；
[0034](5)将所述硬质材料前驱体进行热处理，得到硬质材料。
[0035]本专利技术将SiC纤维毡和SiC纤维平纹布交替层叠，得到第一预制件。在本专利技术中，所述第一预制件的两个表面优选均为SiC纤维毡，所述第一预制件中SiC纤维毡的层数优选为11～21层。在本专利技术中，所述SiC纤维毡优选经非织造技术制备，所述SiC纤维平纹布优选经
机织技术制备，本专利技术对所述SiC纤维毡和SiC纤维平纹布具体的制备过程没有特殊要求，采用本领域公知的制备方法制备即可。本专利技术以SiC纤维毡作为第一预制件的两个表面。所述SiC纤维毡具有均匀且相对多的孔隙，可以让陶瓷树脂更多地填充到硬质材料中并且更均匀地分布，在提高表层的密度和硬度的同时，可以将冲击力量更好地分散。
[0036]在本专利技术中，由外到里，位于所述第一预制件第1层和第3层的SiC纤维毡中纤维的体积含量独立地优选为55～60％；其余层SiC纤维毡中纤维的体积含量独立地优选为45～50％；由外到里，位于所述第一预制件第2层和第4层的SiC纤维平纹布中纤维的体积含量独立地优选为60～65％；其余层SiC纤维平纹布中纤维的体积含量独立地优选为50～55％。在本专利技术中，每层SiC纤维毡的厚度独立地优选为0.1～2mm，每层SiC纤维平纹布的厚度独立地优选为0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将SiC纤维毡和SiC纤维平纹布交替层叠，得到第一预制件；(2)将所述第一预制件进行针刺成型，得到第二预制件；(3)将所述第二预制件放在陶瓷树脂内进行浸渍，得到复合体；(4)将所述复合体进行烧结，得到硬质材料前驱体；(5)将所述硬质材料前驱体进行热处理，得到硬质材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一预制件的两个表面均为SiC纤维毡。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第一预制件中SiC纤维毡的层数为11～21层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，由外到里，位于所述第一预制件第1层和第3层的SiC纤维毡中纤维的体积含量独立地为55～60％；其余层SiC纤维毡中纤维的体积含量独立地为45～50％；由外到里，位于所述第一预制件第2层和第4层的SiC纤维平纹布中纤维的体积含量独立地为60～65％；其余层SiC纤维平...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂林，曹海建，汪民，徐维军，
申请(专利权)人：江苏东润安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：