本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，由面板和背板組成，面板由石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元粘結(jié)而成；結(jié)構(gòu)單元占面板的質(zhì)量百分比為70～80％，余量為粘結(jié)劑。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)得到的裝甲板密度低，防護(hù)效果好；每使用1公斤本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)所涉及的防護(hù)裝甲板，相比于使用舊材料，可使輕型裝甲車(chē)和武裝直升機(jī)減重0.8～1.5公斤，減重效果非常明顯，為提升輕型裝甲車(chē)輛遠(yuǎn)程投送能力、提升武裝直升飛機(jī)有效載荷做出有益貢獻(xiàn)；生產(chǎn)成本低，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制備，同時(shí)操作工藝簡(jiǎn)便，利于生產(chǎn)控制。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種裝甲板，具體涉及一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板。
技術(shù)介紹
我國(guó)輕型步戰(zhàn)車(chē)一直采用鋼制防彈裝甲，武裝直升飛機(jī)采用鈦合金防彈裝甲。但是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)陸軍的遠(yuǎn)程投送能力、武裝直升飛機(jī)的有效載荷能力都提出越來(lái)越高的要求，這就對(duì)裝備重量提出了嚴(yán)苛要求，現(xiàn)有的鋼制裝甲和鈦合金裝甲已不能滿(mǎn)足未來(lái)武器裝備發(fā)展的需要。本專(zhuān)利技術(shù)提供的技術(shù)方案得防彈效果明顯優(yōu)于同等厚度的防彈鈦合金板材，也優(yōu)于同等厚度的防彈鋼板。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了得到一種低密度、防護(hù)效果好、抗多次打擊能力強(qiáng)，成本低、容易批量生產(chǎn)的防護(hù)裝甲板，本專(zhuān)利技術(shù)提出一種由一定數(shù)量石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元緊密粘結(jié)而得的多單元高硬度面板和背板組成的裝甲板。為了達(dá)到上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了采用下述技術(shù)方案：一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，由面板和背板組成，面板由石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元粘結(jié)而成；所述結(jié)構(gòu)單元占面板的質(zhì)量百分比的70～80％，余量為粘結(jié)劑。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第一優(yōu)選方案，石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元中，氧化石墨烯占質(zhì)量百分比的0.5～2％，余量為SiC顆粒。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第二優(yōu)選方案，結(jié)構(gòu)單元占面板的質(zhì)量百分比為76～80％。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第三優(yōu)選方案，結(jié)構(gòu)單元的當(dāng)量直徑為11.7～21mm。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第五優(yōu)選方案，氧化石墨烯占質(zhì)量百分比的0.8～1.5％。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第六優(yōu)選方案，SiC顆粒的直徑為3～20μm。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第七優(yōu)選方案，面板與背板的厚度比為3:1～6:1。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第八優(yōu)選方案，背板選擇PE板或芳綸板。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的第九優(yōu)選方案，裝甲板的密度小于3.1g/cm3。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法包括以下步驟：(1)在150～200℃下，烘干石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元0.5～2h；(2)粘結(jié)制備面板；(3)面板和背板的復(fù)合。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法的第一優(yōu)選方案，所述粘結(jié)包括低壓鑄造法、粉末冶金法或膠粘法。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法的第二優(yōu)選方案，利用低壓鑄造法制備面板的步驟如下：(1)制備低壓鑄造用模具；(2)將烘干后的石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元裝入所述低壓鑄造模具時(shí)，其邊緣與所述模具內(nèi)腔的距離小于1mm；(3)用鋁合金低壓鑄造法制備面板：于700～800℃液體溫度和20～30KPa壓力下，以25～45mm/s升液速度和35～55mm/s充型速度，充型壓力30～45KPa和補(bǔ)縮壓力35～50KPa下3～5min；(4)T4熱處理：在530～540℃下處理10～14h；和(5)T6熱處理：在150～160℃下處理9～10h。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法的第三優(yōu)選方案，所述鋁合金為按質(zhì)量百分比計(jì)的下述組份的鋁合金：Cu，4.6～5.3％；Mn，0.3～0.5％；Ti，0.15～0.35％；Cd，0.15～0.25％；V，0.05～0.3％；Zr，0.05～0.2％；B，0.005～0.06％；余量為常規(guī)雜質(zhì)和Al；或Cu，0.1％；Mn，0.5～0.8％；Mg，5.8～6.8％；Si，0.4％；Ti，0.02～0.1％；Fe，0.4％；Zn，0.2％；余量為常規(guī)雜質(zhì)和Al。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法的第四優(yōu)選方案，利用粉末冶金法制備面板的步驟如下：(1)制備裝粉用包套；(2)將烘干后的石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元及鋁粉按層添加入包套中；(3)石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元的粘結(jié)和鋁粉末的燒結(jié)：90MPa～300MPa壓力和400～500℃下處理0.5～2h；(4)T4熱處理：在530～540℃下處理10～14h；和(5)T6熱處理：在150～160℃下處理9～10h。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法的第五優(yōu)選方案，所述鋁粉為按質(zhì)量百分比計(jì)的下述組份組成的鋁合金粉：Cu，3.8～4.9％；Mg，1.2～1.8％；Si，0.5％；Ti，0.15％；Fe，0.5％；Zn，0.25％；Mn，0.30～0.90％；Cr，0.10％；余量為常規(guī)雜質(zhì)和Al；或Cu，1.0～1.6％；Mg，0.6～1.3％；Si，0.2％；Ti，0.1％；Fe，0.3％；Zn，0.25％；Mn，0.1％；Cr，0.1％；Zr，0.04～0.16％；余量為常規(guī)雜質(zhì)和Al。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法的第六優(yōu)選方案，利用膠粘法制備面板的步驟如下：(1)制備膠粘用模具；(2)將烘干后的石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元置入所述膠粘用模具時(shí)，其邊緣與模具內(nèi)腔的距離小于1mm。(3)向所述模具內(nèi)部澆注液態(tài)膠并使之固化。一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法的第七優(yōu)選方案，膠體選擇有機(jī)硅橡膠或樹(shù)脂。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：1、密度低，防護(hù)效果好。本專(zhuān)利技術(shù)得到的防護(hù)裝甲板密度低于3.1g/cm3，僅是防護(hù)鋼板的三分之一，防護(hù)鈦合金板的三分之二。經(jīng)過(guò)實(shí)際打靶測(cè)試，本專(zhuān)利技術(shù)制備的防護(hù)裝甲板，其防彈效果和抗多次打擊能力明顯好于同等厚度的防彈鈦合金板，也優(yōu)于同等厚度的防彈鋼板。2、每使用1公斤本專(zhuān)利技術(shù)所涉及的防護(hù)裝甲板，相比于使用舊材料，可使輕型裝甲車(chē)和武裝直升機(jī)減重0.8～1.5公斤，減重效果非常明顯，為提升輕型裝甲車(chē)輛遠(yuǎn)程投送能力、提升武裝直升飛機(jī)有效載荷做出有益貢獻(xiàn)。3、生產(chǎn)成本低，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制備，同時(shí)操作工藝簡(jiǎn)便，利于生產(chǎn)控制。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本專(zhuān)利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專(zhuān)利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專(zhuān)利技術(shù)保護(hù)的范圍。一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)抗多次打擊防護(hù)裝甲板材料，通過(guò)多種方式將一定數(shù)量石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元緊密結(jié)合，制備出多單元高硬度面板，并采用不同厚度和材質(zhì)的高分子材料作為背板與該面板進(jìn)行連接，可制備出密度低于3.1g/cm3的輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，從而可大幅度提高輕型步戰(zhàn)車(chē)輛和武裝直升機(jī)抗擊輕武器和反器材武器攻擊的能力。結(jié)構(gòu)單元占面板的質(zhì)量百分比為70～80％，余量為粘結(jié)劑；石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元中氧化石墨烯的質(zhì)量百分比為0.5～2％，余量為SiC顆粒；其中SiC顆粒的直徑為3～20μm。新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備步驟如下：一、將石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行烘干，根據(jù)結(jié)構(gòu)單元重量烘本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，由面板和背板組成，其特征在于，所述面板由石墨烯陶瓷防護(hù)結(jié)構(gòu)單元粘結(jié)而成；所述結(jié)構(gòu)單元占所述面板的質(zhì)量百分比的70～80％，余量為粘結(jié)劑。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，由面板和背板組成，其特征在于，所述面板由石墨烯陶瓷
防護(hù)結(jié)構(gòu)單元粘結(jié)而成；所述結(jié)構(gòu)單元占所述面板的質(zhì)量百分比的70～80％，余量為粘結(jié)
劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，其特征在于，所述石墨烯陶瓷防護(hù)
結(jié)構(gòu)單元中，氧化石墨烯占質(zhì)量百分比為0.5～2％，余量為SiC顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)單元占所述
面板的質(zhì)量百分比的76～80％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)單元的當(dāng)量
直徑為11.7～21...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：武岳，王旭東，李炯利，王勝?gòu)?qiáng)，戴圣龍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11
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