轻质陶瓷复合装甲及其制备方法

1.本发明涉及一种轻质陶瓷复合装甲及其制备方法，属于复合装甲防护技术领域。


背景技术：

2.随着科技的发展，枪炮等武器的威力不断提高，这对防护装甲提出了新的要求：高防护能力、轻质化、可抗多发打击。相较于传统的金属装甲，由陶瓷面板及高性能复合材料背板构成的陶瓷复合装甲具有更高的防弹性能及更轻的重量，在装甲防护领域具有广阔的应用前景。
3.目前装备的陶瓷复合装甲通常是由陶瓷面板和超高分子量聚乙烯纤维背板通过胶粘进行复合，由于两种材料的抗冲击性相差较大，压缩应力波在背面处转变为拉伸应力波使得陶瓷面板极易破碎，因此使得陶瓷复合装甲优异的防弹性能无法得以充分发挥。同时该装甲在受到子弹侵彻后，面板与背板之间会产生开裂及分层和陶瓷碎片脱落，出现空气间隙，进一步加剧了材料特性不匹配的缺陷，从而导致装甲防护能力减弱，无法有效抵抗后续子弹的打击。究其原因是目前陶瓷复合装甲的结构较为简单，材料特性的差异使得装甲的响应协同性较差，整体性能差，最终导致装甲被冲击后变形较大，易开裂脱落散架等，抗多发子弹打击能力差。


技术实现要素：

4.针对目前陶瓷复合装甲抗多发打击能力较差的问题，本发明提出了一种轻质陶瓷复合装甲及其制备方法，它采用拼接陶瓷作为面板、两种复合材料结合作为背板，并添加阻尼层，改善了装甲各层材料间的响应协同性，通过高强度纤维包袱层对整体装甲施加压应力约束，限制了装甲各层材料间的开裂分层，脱落散架等，从而提高了复合装甲的防弹性能。
5.为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：轻质陶瓷复合装甲，是由预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构在三向预压应力作用下整体模压共固化成型；所述预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构包括主体防弹结构、包袱层及阻尼层；所述主体防弹结构包括依次设置的陶瓷面板、第一胶膜层、碳纤维层、第二胶膜层、超高分子量聚乙烯纤维层；所述包袱层将所述主体防弹结构完全包裹在内；所述包袱层包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述主体防弹结构接触；所述阻尼层设置于所述包袱层的第二表面、靠近且平行于所述超高分子量聚乙烯纤维层。所述预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构在三向预压应力作用下整体模压共固化成型后，第一胶膜层起到将陶瓷面板与碳纤维层粘结起来的作用，第二胶膜层起到将碳纤维层和超高分子量聚乙烯纤维层粘结起来的作用，阻尼层是夹嵌在包袱的芳纶织物层中起到缓冲减震的作用。
6.主体防弹结构由依次设置的陶瓷面板、第一胶膜层、碳纤维层、第二胶膜层、超高分子量聚乙烯纤维层构成，使轻质陶瓷复合装甲材料性能在厚度方向呈梯度变化。主体防弹结构由陶瓷面板、碳纤维与聚乙烯纤维背板通过特种粘结（第一胶膜和第二胶膜）共固化
而成，将复合装甲中陶瓷的高硬度、纤维的高强度与阻尼层减振性能相结合，以减少装甲的开裂分层，提高该防护装甲抗多发子弹打击能力和整个主体防弹结构对冲击波的吸收性能。
7.包袱层为高强度芳纶纤维，将防弹结构整体包裹在内，并通过缝合工艺、包袱工艺和成型分块模具的共同作用，使该防护装甲结构在三向预压应力作用下整体模压共固化成型，防止多发子弹打击后陶瓷面板与纤维背板之间产生脱落分离，进一步提升了防护装甲的抗侵彻能力和阻尼减震缓冲的作用。
8.所述包袱层将主体防弹结构完全包裹在内，并通过将包袱层边缘缝合，在成型分块模具的作用下为整体防弹装甲施加预紧压力，所述包袱层、主体防弹结构及阻尼层在三向预压应力作用下，经过整体模压共固化成型得到陶瓷复合装甲，该装甲结构能抗冲击开裂分层，所述阻尼层起到减震缓冲作用，能够有效降低多发子弹打击的伤害作用。
9.所述陶瓷面板由碳化硅或碳化硼材质的陶瓷单元拼接而成，其维氏硬度大于等于2500kg/mm2。所述陶瓷单元可以为正六边形。所述陶瓷单元的厚度根据防护子弹的冲击速度和冲击能量决定。所述陶瓷单元之间可以通过环氧树脂粘结。所述陶瓷单元分为大、小尺寸不同的陶瓷单元片，其表面可以做镀金刚石膜处理；即，所述陶瓷面板迎弹表面做镀金刚石膜处理，所述镀金刚石膜处理的表面紧贴放置在平铺包袱层第一表面上。
10.所述第一胶膜层或/和所述第二胶膜层采用环氧树脂；具体可以是现有的任意一种环氧树脂胶，所述第一胶膜层用于粘接陶瓷面板与碳纤维层，所述第二胶膜层用于粘接碳纤维层与超高分子量聚乙烯纤维层。
11.所述碳纤维层由t800或力学性能优于t800的基体为环氧树脂的碳纤维预浸料通过正交铺层而成。其中，碳纤维预浸料中环氧树脂基体的质量含量可以为35%。所述碳纤维层的厚度根据防护子弹冲击速度和冲击能量决定。t800是碳纤维预浸料的牌号，市面上可以购买到，如威海光威、东丽公司等都能生产。
12.所述超高分子量聚乙烯纤维层由基体为聚乙烯树脂的超高分子量聚乙烯纤维预浸料通过正交铺层而成。其中，超高分子量聚乙烯纤维预浸料中聚乙烯树脂基体的质量含量可以为35%。所述超高分子量聚乙烯纤维层的厚度根据防护子弹冲击速度和冲击能量决定。所述超高分子量聚乙烯纤维(英文全称：ultra high molecular weight polyethylene fiber，简称uhmwpe)，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，是分子量为100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维。市面上可以购买到。
13.所述包袱层采用芳纶织物，浸渍环氧树脂；所述芳纶织物厚度约为0.3mm、克重约为150g/m2；即，所述包袱层采用浸渍环氧树脂后的芳纶织物。具体的，所述芳纶织物可以是芳纶ⅲ平纹织物。例如，将环氧树脂与固化剂调配混匀后，均匀涂刷至芳纶ⅲ平纹织物表面，平铺静置48小时后使树脂晾干并完全浸透纤维内部，获得芳纶纤维包袱层。芳纶纤维材质的包袱层对主体防弹结构起到全方位的包袱止裂作用。
14.所述阻尼层可以为氢化丁腈薄膜层；所述阻尼层的厚度根据设计需要来确定，所述阻尼层起到减震缓冲作用，能够有效降低伤害。
15.上述轻质陶瓷复合装甲的制备方法，包括：依次铺设陶瓷面板、第一胶膜层、碳纤维层、第二胶膜层、超高分子量聚乙烯纤维层以获得所述主体防弹结构，用所述包袱层将主体防弹结构完全包裹在内，并涂覆阻尼层，获得预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构；所述预
成型轻质陶瓷复合防护装甲结构在三向预压应力作用下整体模压共固化成型。
16.其中，获得所述主体防弹结构的具体步骤可以是：以拼接完成的陶瓷面板为基准，在其之上铺设第一胶膜，在第一胶膜之上采用（0
°
，90
°
）交替正交铺设碳纤维单向预浸料得到碳纤维层，在碳纤维层之上铺设第二胶膜，在第二胶膜之上采用（0
°
，90
°
）交替正交铺设超高分子量聚乙烯纤维单向预浸料得到超高分子量聚乙烯纤维层。
17.获得预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构的具体步骤可以是：舒展、平铺包袱层，使包袱层所述的第一表面朝上，将陶瓷面板迎弹表面（即镀金刚石膜处理的表面）紧贴放置在平铺包袱层第一表面上，再依次铺第一胶膜层、碳纤维层、第二胶膜层、超高分子量聚乙烯纤维层，对折包袱层，在包袱层第二表面上涂刷氢化丁腈材料溶液形成阻尼层。所述包袱层可以是均匀且居中铺设于主体防弹结构之下，分别进行横向的两次对折及纵向的两次对折之后形成密闭的包袱空间；所述阻尼层涂刷于包袱层对折三次后的包袱层第二表面上。
18.整体模压共固化成型的具体步骤可以是：预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构放入成型分块模具中，该成型分块模具分为上下两块主模板和四块侧模板组成；将预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构夹在上下两块主模板中间，四块侧模板将轻质陶瓷复合防护装甲结构从四个侧面夹在中间。开始施加预压应力，通过手动或机动捆扎装置，每根钢带施加500
ꢀ‑
600公斤的预紧力，每个方向均匀间隔捆扎三次。将捆扎好的带成型分块模具的包袱好的预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构放入模压机中。共固化成型后，降温至室温，拆除捆扎钢带和成型分块模具，就会获得轻质陶瓷复合防护装甲。所述模压温度为120℃以上，上主模板表面模压压强为10mpa以上，保温保压时间为90分钟以上。
19.上述轻质陶瓷复合装甲的制备方法采用包袱工艺，所述包袱工艺是通过高强度纤维包袱层、分块模具、钢带和模压工艺共同对预成型轻质陶瓷复合防护装甲施加压应力约束，每根钢带的预紧力为500-600公斤；所述共固化成型工艺中，模压温度为120℃以上，模压机对上主模板表面施加的模压压强为10mpa以上，保温保压时间为90分钟以上，使所用环氧树脂、环氧树脂胶膜、碳纤维预浸料、超高分子量聚乙烯纤维预浸料、氢化丁腈薄膜均于120℃固化或硫化。
20.上述轻质陶瓷复合装甲的制备方法采用包袱工艺，通过在成型分块模具预压应力约束下进行共固化成型的制备方法，使轻质陶瓷复合装甲结构内部处于三向压应力状态，提高了该复合装甲在多发子弹打击下的抗冲击能力。
21.本发明的有益效果是：本发明提供了一种采用包袱工艺和成型分块模具来制备轻质陶瓷复合装甲结构，通过采用正交铺设的碳纤维层与超高分子量聚乙烯纤维层相复合作为背板，使得轻质陶瓷复合装甲结构沿厚度方向的材料特性呈梯度变化，改善了装甲各部分之间的响应协同性，陶瓷面板高硬度与纤维背板高强度的特性得以充分发挥。在装甲背面添加阻尼层，增强防弹性能的同时起到缓冲作用，降低了对保护目标的冲击伤害。通过对纤维包袱层复合装甲结构在预压应力约束下进行共固化成型，使轻质陶瓷复合装甲结构内部处于三向压应力状态，提高了整体装甲结构在受子弹侵彻后的结构稳定性，限制了面板与背板之间的开裂分层和脱落散架等现象，能够防止陶瓷碎片飞溅，并且提高了装甲的抗多发打击能力。
22.本发明中所述“约”是指上下有浮动10%。
附图说明
23.图1为本发明实施例中陶瓷单元示意图；图2为本发明实施例中陶瓷面板的结构示意图；图3为本发明实施例中碳纤维层或超高分子量聚乙烯纤维层的正交铺设示意图；图4为本发明实施例中轻质陶瓷复合防护装甲的主体防弹结构的三维示意图；图5（a）-5（e）为本发明实施例中轻质陶瓷复合防护装甲结构的包袱过程；其中，图5（a）为包袱前，主体防弹结构与平铺状态下包袱层的相对位置示意图；图5（b）为包袱层前后第一次折叠后的示意图； 图5（c）为包袱层前后第二次折叠后的示意图；图5（d）为包袱层左右第一次折叠后的示意图；图5（e）为包袱层左右第二次折叠后的示意图；图6第三次折叠后阻尼层的添加示意图（即在左右第一次折叠后，如图5（d），将阻尼溶液刷涂在包袱芳纶织物第二表面，然后再进行左右第二次折叠）；图7本发明实施例中预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构的剖视示意图；图8本发明实施例中预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构的三维示意图；图9本发明实施例中预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构与成型分块模具安装关系的主视示意图；其中，a表示上下两块主模板与预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构单边距离（水平面内方向）；b表示四块侧模板与预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构单边距离（高度方向）；图10为本发明实施例中预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构与成型分块模具安装关系的俯视示意图；图11为本发明实施例中预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构与成型分块模具安装后钢带预紧结构主视示意图；图12为本发明实施例中预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构与成型分块模具安装后钢带预紧结构俯视示意图；图13为本发明实施例提供的轻质陶瓷复合防护装甲的实物，左侧是轻质陶瓷复合防护装甲的迎弹面，右侧表示轻质陶瓷复合防护装甲的背面。
24.图中为1.1为陶瓷面板，1.2为第一胶膜层，1.3为碳纤维层，1.4为第二胶膜层，1.5为超高分子量聚乙烯纤维层，1.6为阻尼层，1.7包袱层，1为预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构，2为上模板，3为脱膜布，4为左/右侧模板，5为前/后侧模板，6为下模板，7为钢带。
实施方式
25.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
26.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
27.本发明实施例中，所用试剂均为市售产品。
28.一种轻质陶瓷复合装甲，采用下述方法制备而成，包括以下步骤：步骤1：裁剪尺寸为760mm
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940mm的长方形芳纶ⅲ平纹织物，将环氧树脂与固化剂调配混匀后，均匀涂刷至芳纶ⅲ平纹织物的表面，平铺静置48小时后使环氧树脂晾干并完全浸透芳纶ⅲ平纹织物的纤维内部，获得芳纶纤维包袱层1.7。所用环氧树脂为0164 环氧树脂，所适用固化剂为甲六环氧固化剂；都是江阴万千化学品公司产品。
29.步骤2：在光滑下模板6上表面涂抹脱模剂并铺设一层脱模布，脱膜布之上铺设制备好的芳纶纤维包袱层1.7。在芳纶纤维包袱层1.7之上采用完整的切割后的如图1所示的正六边的碳化硅防弹陶瓷单元进行拼接，陶瓷单元之间用环氧树脂（所用环氧树脂为cz3457 聚厉 jl-528 耐高温 300 度环氧树脂，购买自聚力新材料有限公司）粘接。拼接成如图2所示的陶瓷面板1.1，陶瓷面板1.1的尺寸为240mm
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300mm。所用陶瓷单元维氏硬度大于等于2500kg/mm2。陶瓷单元迎弹表面做镀金刚石膜处理，该镀金刚石膜处理的表面紧贴放置在平铺包袱层1.7第一表面上。
30.步骤3：以拼接完成的陶瓷面板1.1为基准，在其之上铺设三层尺寸为240mm
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300mm的环氧树脂胶膜作为第一胶膜层1.2，用于粘接陶瓷面板1.1与碳纤维层1.3。所用环氧树脂为cz3457 聚厉 jl-528 耐高温 300 度环氧树脂，购买自聚力新材料有限公司。
31.步骤4：在第一胶膜层1.2之上采用（0
°
，90
°
）正交铺设25层尺寸为240mm
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300mm的t800碳纤维单向预浸料（购买自威海光威有限公司），得到碳纤维层1.3，正交铺设如图3所示。
32.步骤5：在碳纤维层1.3之上铺设一层尺寸为240mm
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300mm的环氧树脂胶膜作为第二胶膜层1.4，用于粘接碳纤维层1.3与超高分子量聚乙烯纤维层1.5。所用环氧树脂为cz3457 聚厉 jl-528 耐高温 300 度环氧树脂，购买自聚力新材料有限公司。
33.步骤6：在第二胶膜层1.4之上采用（0
°
，90
°
）交替正交铺设36层尺寸为240mm
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300mm的超高分子量聚乙烯纤维（超高分子量聚乙烯纤维的牌号为ep43c，北京普诺泰公司）单向预浸料，得到超高分子量聚乙烯纤维层1.5。
34.其中，按照步骤2-6所述，从下而上依次铺设的陶瓷面板1.1、第一胶膜层1.2、碳纤维层1.3、第二胶膜层1.4、超高分子量聚乙烯纤维层1.5形成了轻质陶瓷复合装甲的主体防弹结构。
35.步骤7：如图4所示，将芳纶纤维包袱层1.7按照以下步骤进行包袱。包袱过程按照图5（a）至图5（e）进行，在折叠到图5（d）后，并在背面（位于超高分子量聚乙烯纤维层1.5上方的芳纶纤维包袱层1.7）涂刷氢化丁腈材料溶液，形成阻尼薄膜层1.6，厚度0.8mm，如图6所示，即，在左右第一次折叠后，在包袱层1.7的第二表面,将阻尼溶液刷涂在其表面上，厚度0.8mm，然后再进行左右第二次折叠，这时包袱完成,准备缝合。氢化丁腈材料，购买于道恩集团有限公司。
36.步骤8：包袱完成后，用芳纶缝线对芳纶纤维包袱层1.7的四周进行缝合，形成预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构1，如图7和8所示。在预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构1之上下依次放置脱模布3、涂刷脱模剂。预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构1，其从下而上依次为包袱层1.7、陶瓷面板1.1、第一胶膜层1.2、碳纤维层1.3、第二胶膜层1.4、超高分子量聚乙烯纤维层1.5、包袱层1.7和阻尼层1.6；其侧面也为包袱层1.7。其中，陶瓷面板1.1、第一胶膜层1.2、碳纤维层1.3、第二胶膜层1.4、超高分子量聚乙烯纤维层1.5构成了主体防弹结
构。包袱层1.7将主体防弹结构完全包裹在内；如图5（a-e）所示，伸展平铺的包袱层1.7的上表面为包袱层1.7的第一表面、其下表面为包袱层1.7的第二表面；包袱层1.7将主体防弹结构完全包裹后，包袱层1.7的第一表面与主体防弹结构接触，这里陶瓷单元迎弹表面做镀金刚石膜处理，镀金刚石膜处理的表面紧贴放置在平铺包袱层1.7第一表面上，包袱层1.7的第二表面为包袱层1.7外表面。阻尼层1.6设置于包袱层1.7的第二表面、靠近且平行于超高分子量聚乙烯纤维层1.5；即在左右第一次折叠后，在包袱层1.7的第二表面将阻尼溶液刷涂在其表面上，形成厚度0.8mm的阻尼层1.6，阻尼层1.6位于主体防弹结构正上方的包袱层1.7中。
37.将预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构1放置在成型分块模具中。成型分块模具主要由上下两块主模板和四块侧模板组成，具体如图9和图10所示，主要由上模板2、左/右侧模板4、前/后侧模板5和下模板6组成。其中上模板2和下模板6在本实施例中为平板（也可以是成型模板，根据轻质陶瓷复合防护装甲结构设计要求来确定），厚度在5毫米；左/右侧模板4、前/后侧模板5都为平板，厚度在4毫米。 上模板2和下模板6周边尺寸比预成型轻质陶瓷复合防护装甲的周边单边小2到3毫米；上模板2和下模板6的成型面与轻质陶瓷复合防护装甲的上下两表面紧密贴合，其紧密贴合面形位尺寸与轻质陶瓷复合防护装甲上下表面的最终共固化后的形位尺寸完全一致。左/右侧模板4、前/后侧模板5中每一块的长度比轻质陶瓷复合防护装甲的周边长度尺寸小，单边小2到4毫米，其宽度比轻质陶瓷复合防护装甲的厚度小1到2毫米。
38.步骤9：利用钢带7对安装好预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构1的成型分块模具进行横向及纵向的打包预紧。可在气动或液压打包机上进行，每根钢带7施加预紧力500
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600公斤，每个方向均匀间隔捆扎三次，具体如图11和图12所示。
39.步骤10：将整体捆扎好的结构放在热压机中进行模压，模压机对上主模板表面施加的模压压强为10mpa，共固化温度为120℃，保温保压时间为90min，使所用环氧树脂、环氧树脂胶膜、碳纤维预浸料、超高分子量聚乙烯纤维预浸料、氢化丁腈薄膜均于120℃固化或硫化（也就是共固化），共固化完成之后，降温至室温，拆除捆扎钢带和成型分块模具，最终得到轻质陶瓷复合装甲，具体如图13所示。
40.上述步骤中，所用环氧树脂、环氧树脂胶膜、碳纤维预浸料、超高分子量聚乙烯纤维预浸料、氢化丁腈薄膜均于120℃固化或硫化（也就是共固化）。
41.轻质陶瓷复合装甲的使用效果在特战旅露天靶场对按照上述实施例制备的陶瓷复合装甲进行打靶试验，所用枪弹为56式步枪及56式7.62mm普通弹，子弹初速度为735m/s，射击距离为10m，使子弹垂直入射装甲板，依次进行两发子弹打击，打靶结果如附图13所示。
42.经过测试，上述轻质陶瓷复合装甲的面密度小于4kg/m2，二发子弹侵彻后，轻质陶瓷复合装甲未被穿透，背面芳纶包袱层未见损伤，且轻质陶瓷复合装甲背凸小于10mm，防弹性能较优，体现了该包袱工艺和成型分块模具来制备轻质陶瓷复合装甲的优越性。
43.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，是由预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构在三向预压应力作用下整体模压共固化成型；所述预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构包括主体防弹结构、包袱层及阻尼层；所述主体防弹结构包括依次设置的陶瓷面板、第一胶膜层、碳纤维层、第二胶膜层、超高分子量聚乙烯纤维层；所述包袱层将所述主体防弹结构完全包裹在内；所述包袱层包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述主体防弹结构接触；所述阻尼层设置于所述包袱层的第二表面、靠近且平行于所述超高分子量聚乙烯纤维层。2.根据权利要求1所述的轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，所述陶瓷面板由碳化硅或碳化硼陶瓷单元拼接而成，其维氏硬度大于等于2500kg/mm2。3.根据权利要求1所述的轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，所述陶瓷面板迎弹表面做镀金刚石膜处理。4.根据权利要求1所述的轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，所述第一胶膜层或/和所述第二胶膜层采用环氧树脂胶。5.根据权利要求1所述的轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，所述碳纤维层由t800或力学性能优于t800的基体为环氧树脂的碳纤维预浸料通过正交铺层而成。6.根据权利要求1所述的轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，超高分子量聚乙烯纤维层由基体为聚乙烯树脂的超高分子量聚乙烯纤维预浸料通过正交铺层而成。7.根据权利要求1所述的轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，所述包袱层采用芳纶织物，浸渍环氧树脂；所述芳纶织物厚度0.3mm、克重150g/m2。8.根据权利要求1所述的轻质陶瓷复合装甲，其特征在于，所述阻尼层为氢化丁腈薄膜层，其厚度根据设计要求来确定。9.权利要求1-8任意一项所述的轻质陶瓷复合装甲的制备方法，其特征在于，包括：依次铺设陶瓷面板、第一胶膜层、碳纤维层、第二胶膜层、超高分子量聚乙烯纤维层以获得所述主体防弹结构，用所述包袱层将主体防弹结构完全包裹在内，并涂覆阻尼层，获得预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构；所述预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构在三向预压应力作用下整体模压共固化成型。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，采用钢带捆扎所述预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构，每个方向均匀间隔捆扎三次，每根钢带施加500
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600公斤的所述预压应力；模压温度为120℃以上，模压机对上主模板表面施加的模压压强为10mpa以上，保温保压时间为90分钟以上。

技术总结
本发明公开了一种轻质陶瓷复合装甲及其制备方法，该装甲是由预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构在三向预压应力作用下整体模压成型；包袱层将主体防弹结构完全包裹在内，阻尼层设置于包袱层中；预成型轻质陶瓷复合防护装甲结构包括主体防弹结构、包袱层及阻尼层；主体防弹结构包括依次设置的陶瓷面板、第一胶膜层、碳纤维层、第二胶膜层、超高分子量聚乙烯纤维层；采用拼接陶瓷作为面板、两种复合材料结合作为背板，并添加阻尼层，改善了装甲各层材料间对冲击响应的协同性，通过高强度纤维包袱层、分块模具、钢带和模压工艺共同对整体装甲施加压应力约束后共固化成型，限制了装甲各层材料间的开裂分层，脱落散架等，从而提高了复合装甲的防弹性能。合装甲的防弹性能。合装甲的防弹性能。


技术研发人员：梁森 黄浩杰 郭健 吴龙
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/10/20