一种原位缠绕约束的防弹复合装甲板的制作方法

1.本实用新型涉及装甲防护结构技术领域，特别是涉及一种原位缠绕约束的防弹复合装甲板。

背景技术：

2.高防护效力、轻量化、抗多发弹打击是重武器防护装具在当前复杂战场环境下的重要发展趋势。对于穿甲的侵彻威胁，相比传统的防弹钢板材料，在同等防护效力的条件下，由陶瓷面板和超高分子量聚乙烯背板复合制备的防弹复合装甲板材料具有更轻的重量，该材料的发展推动了穿甲防护材料的轻量化发展。
3.目前的防弹复合装甲板材料通常是由陶瓷面板与超高分子量聚乙烯背板通过热固性树脂胶黏剂粘合而成。该防弹复合装甲板在弹道侵彻作用下，由于弱的界面结合能力使得陶瓷面板和背板之间容易发生分离，并且由于超高分子量聚乙烯本身的变形能力较大，使得背板在受到弹丸冲击后发生变形，产生严重的背凸现象或被穿透，此外，由于陶瓷的脆性，使得陶瓷在弹道侵彻下出现大面积的破坏，因此现有的防弹复合装甲板材料会造成严重的非贯性钝伤、穿透伤害以及弹道侵彻后出现大面积损坏。
4.由此可见，上述现有的防弹复合装甲板在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的原位缠绕约束的防弹复合装甲板，使其通过纤维缠绕层的约束设置，提升陶瓷碎裂粉化程度，降低陶瓷破碎面积，减少陶瓷层与背板层之间的分离以及背板层的非贯穿性损伤，进而提高防弹复合装甲板的防弹性能和抗多发弹侵彻的能力，成为当前业界极需改进的目标。

技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种原位缠绕约束的防弹复合装甲板，使其通过纤维缠绕层的约束设置，提高陶瓷碎裂粉化的程度，降低陶瓷破碎面积，减少陶瓷层与背板层之间的分离以及背板层的非贯穿性损伤，进而提高防弹复合装甲板的防弹性能，从而克服现有的防弹复合装甲板的不足。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种原位缠绕约束的防弹复合装甲板，包括防弹层和设置在所述防弹层外周表面的第一缠绕层，所述防弹层包括通过界面层粘接的陶瓷层和背板层。
7.进一步改进，所述陶瓷层的外周表面设有第二缠绕层。
8.进一步改进，所述第一缠绕层和第二缠绕层均包括三层叠合设置的缠绕环面，三层所述缠绕环面分别以x、y、z三方向布置以形成三维密闭缠绕空间。
9.进一步改进，所述缠绕环面采用浸渍树脂的高强纤维长丝缠绕而成。
10.进一步改进，所述高强纤维采用芳纶1414纤维、芳ⅲ纤维、pi纤维、 pipd纤维、pbo纤维或uhmwpe纤维，所述树脂采用环氧树脂或酚醛树脂。
11.进一步改进，所述陶瓷层采用碳化硅陶瓷板、碳化硼陶瓷板或氧化铝陶瓷板，所述
背板层采用超高分子量聚乙烯背板层。
12.进一步改进，所述陶瓷层的厚度为5-20mm，所述背板层的厚度为 7-20mm。
13.进一步改进，所述界面层为高弹性热塑性树脂基胶膜。
14.进一步改进，所述高弹性热塑性树脂基胶膜的克重不超过315g/m2。
15.采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
16.本实用新型防弹复合装甲板通过第一缠绕层的纤维缠绕束缚设置，能够提高弹道侵彻下防弹复合装甲板的整体结构稳定性，提升陶瓷层与超高分子量聚乙烯背板层之间响应的协同性，还通过第二缠绕层的纤维缠绕约束设置，能够使陶瓷层在受到弹丸侵彻后保持结构相对完整，提高陶瓷的粉化程度，降低陶瓷的破坏面积，增加碎片与弹丸的摩擦而耗散弹丸更多的动能。本实用新型防弹复合装甲板提高了弹丸接触区域陶瓷的粉化程度，降低了陶瓷层与背板层之间的分离以及背板层的非贯穿性损伤，提高了防弹复合装甲板的防弹性能和抗多发弹侵彻的能力，且制备工艺简单、成本低廉。
附图说明
17.上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
18.图1是本实用新型原位缠绕约束的防弹复合装甲板的结构示意图。
19.图2是本实用新型原位缠绕约束的防弹复合装甲板的分解结构示意图。
具体实施方式
20.参照附图1和2所示，本实施例原位缠绕约束的防弹复合装甲板，包括防弹层11和设置在防弹层11外周表面的第一缠绕层1。所述防弹层11 的外周表面是指其上表面、下表面、前表面、后表面、左表面和右表面。
21.本实施例中所述防弹层11包括通过界面层4粘接的复合陶瓷层12和背板层5。所述复合陶瓷层12包括陶瓷层3和设置在陶瓷层3外周表面的第二缠绕层2。所述陶瓷层3的外周表面同样是指其上表面、下表面、前表面、后表面、左表面和右表面。
22.本实施例中所述陶瓷层3采用碳化硅陶瓷板、碳化硼陶瓷板或氧化铝陶瓷板，所述陶瓷层3的厚度为5-20mm。
23.所述界面层4采用高弹性热塑性树脂基胶膜，所述高弹性热塑性树脂基胶膜的克重不超过315g/m2。
24.所述背板层5采用超高分子量聚乙烯背板层。所述背板层5的厚度为 7-20mm。
25.本实施例中所述第一缠绕层1和第二缠绕层2均包括三层叠合设置的缠绕环面，三层所述缠绕环面分别以x、y、z三方向布置以形成三维密闭缠绕空间，分别实现对防弹层11和陶瓷层3的三维立体缠绕包裹。每层所述缠绕环面均是采用浸渍树脂的高强纤维长丝缠绕，并通过真空袋或热压罐复合工艺复合而成。所述高强纤维长丝采用芳纶1414纤维、芳ⅲ纤维、 pi纤维、pipd纤维、pbo纤维、uhmwpe纤维中的一种或几种，所述树脂采用环氧树脂或酚醛树脂，或两者的混合物。
26.本实用新型防弹复合装甲板的第二缠绕层2作用是能够使陶瓷层在受到弹丸侵彻后保持结构相对完整，提高弹丸接触区域陶瓷的粉化程度，减少陶瓷的破碎面积，增加碎片
与弹丸的摩擦而耗散弹丸更多的动能，降低弹丸穿透性。第一缠绕层1的作用是能够提高弹道侵彻下防弹复合装甲板的整体结构稳定性，提升陶瓷层与超高分子量聚乙烯背板层之间响应的协同性，降低陶瓷层与背板层之间的分离几率，降低陶瓷碎裂的几率和背板层的非贯穿性损伤，大大提高防弹复合装甲板的防弹性能。
27.结果实施例
28.将本技术防弹复合装甲板进行弹道测试，以同等面密度44
±
0.1kg/m
2 (单位面积内材料的重量)下的现有装甲板作为对比，在同样的弹道试验条件下进行测试，评价指标为防弹复合装甲板背面鼓包的高度(背凸高度)、背板层的剩余厚度百分比(余量)和陶瓷破碎区域面积直径。现有装甲板的结构为：纤维布止裂层+界面层+陶瓷层+界面层+pe背板层。
29.本实施例弹道试验条件为：53式7.62mm穿甲，入射角0
°
，弹速为射距为15m。结果见下表1。
30.表1本实施例防弹复合装甲板和现有装甲板的弹道测试结果对比
[0031][0032]
从上述表1结果可知：现有装甲板与本技术的复合装甲板相比，面密度基本不变。即在同等面密度和弹道试验条件下，本技术防弹复合装甲板在弹道侵彻时，背凸减小，背板层的厚度余量显著提升，陶瓷破坏区域直径显著减小，降低了背板层的非贯穿性损伤、被穿透风险，以及降低陶瓷的破坏面积。表明本技术防弹复合装甲板具有优异的防弹性能和抗多发弹侵彻的能力。
[0033]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0034]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种原位缠绕约束的防弹复合装甲板，其特征在于，包括防弹层和设置在所述防弹层外周表面的第一缠绕层，所述防弹层包括通过界面层粘接的陶瓷层和背板层，所述界面层为高弹性热塑性树脂基胶膜，所述陶瓷层的外周表面设有第二缠绕层。2.根据权利要求1所述的原位缠绕约束的防弹复合装甲板，其特征在于，所述第一缠绕层和第二缠绕层均包括三层叠合设置的缠绕环面，三层所述缠绕环面分别以x、y、z三方向布置以形成三维密闭缠绕空间。3.根据权利要求2所述的原位缠绕约束的防弹复合装甲板，其特征在于，所述缠绕环面采用浸渍树脂的高强纤维长丝缠绕而成。4.根据权利要求3所述的原位缠绕约束的防弹复合装甲板，其特征在于，所述高强纤维采用芳纶1414纤维、芳ⅲ纤维、pi纤维、pipd纤维、pbo纤维或uhmwpe纤维，所述树脂采用环氧树脂或酚醛树脂。5.根据权利要求1至4任一项所述的原位缠绕约束的防弹复合装甲板，其特征在于，所述陶瓷层采用碳化硅陶瓷板、碳化硼陶瓷板或氧化铝陶瓷板，所述背板层采用超高分子量聚乙烯背板层。6.根据权利要求5所述的原位缠绕约束的防弹复合装甲板，其特征在于，所述陶瓷层的厚度为5-20mm，所述背板层的厚度为7-20mm。7.根据权利要求1所述的原位缠绕约束的防弹复合装甲板，其特征在于，所述高弹性热塑性树脂基胶膜的克重不超过315g/m2。

技术总结

本实用新型公开了一种原位缠绕约束的防弹复合装甲板，属于装甲防护结构领域。该防弹复合装甲板包括防弹层和设置在防弹层外周表面的第一缠绕层，防弹层包括通过界面层粘接的陶瓷层和背板层。该陶瓷层的外周表面设有第二缠绕层。本实用新型通过第一缠绕层和第二缠绕层的缠绕约束设置，能够提高弹道侵彻下防弹复合装甲板的整体结构稳定性，提升陶瓷层与超高分子量聚乙烯背板层之间响应的协同性，以及提升陶瓷层在受到弹丸侵彻后保持结构相对完整，抑制陶瓷层裂纹的萌生和扩展，同时增加弹丸接触区域陶瓷的粉化程度，增加碎片与弹丸的摩擦而耗散弹丸更多的动能，提高防弹复合装甲板的防弹性能，同时提升复合装甲板抗多发弹打击的能力。能力。能力。