模块化组合装甲板及其陶瓷板模块、制作方法技术

本发明专利技术提供了模块化组合装甲板及其陶瓷板模块、制作方法，陶瓷板模块为四种规律形状的小块陶瓷组块组合而成，制造成本低，组合后能够实现大尺寸、高厚度且稳定、批产成型，不受到陶瓷尺寸及工艺技术的限制，在组合边界处涂抹了橡胶，减少了组合嵌入边界处的应力集中，在受到弹丸冲击时在边界处具有一定的弹性，降低冲击损伤。利用日字型整体织物将整块陶瓷板模块、复合材料板模块分别约束在相应的口型框内，面内连接通过胶或胶膜粘接，热压复合后成型装甲板。受到弹丸冲击时层间与整体连接，提高了装甲板整体防护性能；整体织物的中间层可作为止裂、阻燃层，受到弹丸冲击时中间层与外层为整体，提高了中间层的抗撕裂强度，提高了阻碍弹丸的效果。阻碍弹丸的效果。阻碍弹丸的效果。

【技术实现步骤摘要】
模块化组合装甲板及其陶瓷板模块、制作方法


[0001]本专利技术涉及防弹装甲板
，尤其是涉及一种日字型约束的模块化组合装甲板及其陶瓷板模块、制作方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，制作大尺寸、高厚度装甲板的制作方式和存在问题如下：
[0003]1.通过定制大尺寸陶瓷模具，压制成型大尺寸、高厚度的整块的装甲板用陶瓷板，再与高性能复合材料板热压复合成型，此种方式加工成本较高，且受到尺寸及工艺技术的限制，无法批产稳定的成型大尺寸、厚度高的陶瓷。
[0004]2.通过分解成不同的小块陶瓷进行拼接成一块装甲板用陶瓷板，拼接方式多采用面内拼接，在厚度方向上的连接强度较低。较少采用厚度方向进行拼接的方式，如专利CN 211824065 U《一种整体嵌入式防弹陶瓷面板》，上下层陶瓷为整体成型异型陶瓷，制作成本高，且厚度方向嵌入位置边角易受到应力集中，降低了产品的防护性能。
[0005]3.通过连续织物整体包覆装甲板，提高其整体防护性能。但对于多层组成的装甲板，层间结合通过胶膜或粘接的方式，受到弹丸冲击时造成层间偏移，缺少层间与整体的连接，影响整体防护性能。
[0006]4.装甲板层间加入部分织物层作为止裂、阻燃层，受到弹丸冲击时面内撕裂严重，在装甲板厚度方向上对织物层无约束，降低了阻碍弹丸的效果。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提出一种日字型约束的模块化组合装甲板及其陶瓷板模块和制作方法，具体为：
[0008]本专利技术的陶瓷板模块，由四种形状的多个陶瓷组块组合形成；
[0009]四种陶瓷组块包括：第一陶瓷组块、第二陶瓷组块、第三陶瓷组块和第四陶瓷组块；每种陶瓷组块均具有长方体型的厚度相同的块主体；
[0010]第一、第二陶瓷组块的块主体的两端分别设有垂直朝下延伸的长方体型的凸起部，两个凸起部以及块主体共同构建成一凵型通过槽；
[0011]第三、第四陶瓷组块的块主体的一端设有垂直于块主体朝下延伸的长方体型的凸起部，且块主体与凸起部构成一L型容纳槽口；
[0012]各种陶瓷组块的凸起部的宽度相同，凸起部相对于块主体下表面凸出的厚度也相同；
[0013]第二、第四陶瓷组块的凸起部的长度相同，第一、第三陶瓷组块的凸起部的长度相同，且第一、第三陶瓷组块的凸起部的长度是第二、第四陶瓷组块的凸起部的长度的两倍；
[0014]第一、第二陶瓷组块的块主体的宽度相同且为各自的凸起部宽度的四倍，第三、第四陶瓷组块的块主体的宽度相同且为各自的凸起部宽度的两倍；
[0015]第一、第三陶瓷组块的块主体的长度相同，第二、第四陶瓷组块的块主体的长度相
同，且第一、第三陶瓷组块的块主体的长度是第二、第四陶瓷组块的块主体的长度的两倍；
[0016]陶瓷板模块的组合规律为：
[0017]陶瓷板模块由上、下两层嵌合组成，上层由N列依次并排连接的组块列组成，下层由N+1列依次并排连接组块列组成，N为大于等于2的整数；
[0018]上层的每列组块列分别由M块沿陶瓷组块的长度方向依次排列的第一陶瓷组块和一块位于列首或列尾的第二陶瓷组块组成，且各个凸起部均朝下，M为大于等于1的整数，并且上层的第奇数列组块列的第二陶瓷组块排在列首，第偶数列组块列的第二陶瓷组块排在列尾；上层的同一列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝与相邻列的陶瓷组块之间的拼接缝错开排列，且错开距离为第二陶瓷组块的长度距离；
[0019]下层的第一列和最后一列组块列分别由M块沿陶瓷组块的长度方向依次排列的第三陶瓷组块和一块第四陶瓷组块组成，下层的中间各个组块列分别由M块沿陶瓷组块的长度方向依次排列的第一陶瓷组块和一块位于列首或列位的第二陶瓷组块组成，且下层各陶瓷组块的凸起部均朝上；第一列和最后一列组块列的凸起部分别与相邻中间列的对应侧凸起部并排连接；各中间列中排第奇数列的中间列的第二陶瓷组块排在列尾，各中间列中排第偶数列的中间列的第二陶瓷组块排在列首，下层的第一列组块列的第四陶瓷组块在本列中排位顺序与上层的第一列组块列中的第二陶瓷组块在本列中的排位顺序相反；下层的最后一列组块列的第四陶瓷组块在本列中的排位顺序与上层的第一列组块列中的第二陶瓷组块在本列中的排位顺序相反；
[0020]下层相邻列的两列凸起部并排嵌入上层对应列的凵型通过槽内，且上层的四侧面分别与下层的四侧面平齐，下层第一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝与上层第一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝错开排列，且错开距离为第二陶瓷组块的长度距离；下层最后一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝与上层最后一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝也错开排列，且错开距离为第二陶瓷组块B的长度距离。
[0021]进一步，在同层的凸起部顶面与另一层的块主体的槽底面之间还夹设有橡胶层。
[0022]进一步，陶瓷组块的材质为碳化硼、碳化硅或氧化铝。
[0023]本专利技术的模块化组合装甲板，包括如上所述的陶瓷板模块。
[0024]进一步，还包括
[0025]日字型整体织物，其形成有上、下排布的两个口型框；
[0026]复合材料板模块，其容纳并约束于位于下方的口型框内；
[0027]所述陶瓷板模块容纳并约束于位于上方的口型框内；
[0028]陶瓷板模块、复合材料板模块的外表面与相连的口型框内壁面之间通过胶或胶膜粘接以增加连接强度，热压复合后成型模块化组合装甲板。
[0029]本专利技术的模块化组合装甲板的制作方法，包括如下步骤：
[0030]制作陶瓷板模块：按权利要求1所述的组合规律，先在钢板模具上摆放陶瓷板模块的下层；在下层的朝上的凸起部顶面和块主体的槽底面上涂抹橡胶层，再在下层之上依次摆放上层；
[0031]陶瓷板模块加热固化：将钢板上组合完成的陶瓷板模块用真空袋包覆、密封、抽真空，放入烘箱进行加热；
[0032]制备复合材料板模块；
[0033]装甲板整体铺层：陶瓷板模块和复合材料板模块铺设胶膜，再分别放入日字型整体织物对应的口型框内；
[0034]将铺层完成的组合装甲板放入真空袋内，抽真空，保压，热压成型。
[0035]进一步，橡胶层材质为硅橡胶，橡胶层厚度为0.5mm
‑
2mm。
[0036]进一步，放入烘箱进行加热的加热工艺为：升温至50
‑
90℃，保温40
‑
60min，全程抽真空，真空度≥90KPa。
[0037]进一步，所述胶膜的面密度为50
‑
90g/m2；所述日字型整体织物为三维机织物，面密度180
‑
260g/m2，所用材质为芳纶Ⅲ。
[0038]进一步，抽真空的真空度≥99.0KPa，保压5min掉压小于5
‑
10bar方可进入热压罐内热压成型；热压成型过程全程真空保持≥99.0KPa，热压工艺：(1)第一阶段升温速率0.5
‑
2℃/min，加压0.5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.陶瓷板模块，其特征在于，由四种形状的多个陶瓷组块组合形成；四种陶瓷组块包括：第一陶瓷组块、第二陶瓷组块、第三陶瓷组块和第四陶瓷组块；每种陶瓷组块均具有长方体型的厚度相同的块主体；第一、第二陶瓷组块的块主体的两端分别设有垂直朝下延伸的长方体型的凸起部，两个凸起部以及块主体共同构建成一凵型通过槽；第三、第四陶瓷组块的块主体的一端设有垂直于块主体朝下延伸的长方体型的凸起部，且块主体与凸起部构成一L型容纳槽口；各种陶瓷组块的凸起部的宽度相同，凸起部相对于块主体下表面凸出的厚度也相同；第二、第四陶瓷组块的凸起部的长度相同，第一、第三陶瓷组块的凸起部的长度相同，且第一、第三陶瓷组块的凸起部的长度是第二、第四陶瓷组块的凸起部的长度的两倍；第一、第二陶瓷组块的块主体的宽度相同且为各自的凸起部宽度的四倍，第三、第四陶瓷组块的块主体的宽度相同且为各自的凸起部宽度的两倍；第一、第三陶瓷组块的块主体的长度相同，第二、第四陶瓷组块的块主体的长度相同，且第一、第三陶瓷组块的块主体的长度是第二、第四陶瓷组块的块主体的长度的两倍；陶瓷板模块的组合规律为：陶瓷板模块由上、下两层嵌合组成，上层由N列依次并排连接的组块列组成，下层由N+1列依次并排连接组块列组成，N为大于等于2的整数；上层的每列组块列分别由M块沿陶瓷组块的长度方向依次排列的第一陶瓷组块和一块位于列首或列尾的第二陶瓷组块组成，且各个凸起部均朝下，M为大于等于1的整数，并且上层的第奇数列组块列的第二陶瓷组块排在列首，第偶数列组块列的第二陶瓷组块排在列尾；上层的同一列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝与相邻列的陶瓷组块之间的拼接缝错开排列，且错开距离为第二陶瓷组块的长度距离；下层的第一列和最后一列组块列分别由M块沿陶瓷组块的长度方向依次排列的第三陶瓷组块和一块第四陶瓷组块组成，下层的中间各个组块列分别由M块沿陶瓷组块的长度方向依次排列的第一陶瓷组块和一块位于列首或列位的第二陶瓷组块组成，且下层各陶瓷组块的凸起部均朝上；第一列和最后一列组块列的凸起部分别与相邻中间列的对应侧凸起部并排连接；各中间列中排第奇数列的中间列的第二陶瓷组块排在列尾，各中间列中排第偶数列的中间列的第二陶瓷组块排在列首，下层的第一列组块列的第四陶瓷组块在本列中排位顺序与上层的第一列组块列中的第二陶瓷组块在本列中的排位顺序相反；下层的最后一列组块列的第四陶瓷组块在本列中的排位顺序与上层的第一列组块列中的第二陶瓷组块在本列中的排位顺序相反；下层相邻列的两列凸起部并排嵌入上层对应列的凵型通过槽内，且上层的四侧面分别与下层的四侧面平齐，下层第一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝与上层第一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝错开排列，且错开距离为第二陶瓷组块的长度距离；下层最后一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝与上层最后一列组块列的相邻陶瓷组块之间的拼接缝也错开排列，且错开距离为第二陶瓷组块B的长度距离。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝露，杨晨，王艺臻，从赫钊，宋磊磊，齐长见，
申请(专利权)人：中航装甲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：