陶瓷/纤维复合装甲抗弹吸能机理及影响因素

发布时间：2021-03-03 16:00

　　陶瓷/纤维复合材料防弹装甲已广泛应用于单兵、装甲车辆、舰船、武装直升机等的弹道防护领域,在轻量化和高防护方面显示出明显优势。本文从陶瓷面板和复合材料背板弹道吸能角度讨论了陶瓷/纤维复合装甲的抗弹机理。并以此为依据,综述了陶瓷面板、复合材料背板、界面黏结层等因素对陶瓷复合装甲抗弹性能的影响规律。展望了陶瓷复合装甲的发展方向,为陶瓷复合装甲结构和功能优化设计提供理论依据。 

【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2020,43(05)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

高速弹丸侵彻陶瓷材料的破坏模式[9]

典型陶瓷复合装甲主要包括止裂层（也称防崩层）、陶瓷面板、复合材料背板等，各层间采用特殊黏合剂黏结。从背板支撑作用角度来说，希望背板具有足够的刚度和弯曲模量，延迟陶瓷面板的破碎时间；而从吸收弹丸残余动能角度说，又希望背板具有良好的柔韧性和变形性。因此，为合理协调这一矛盾，可在面板和背板间设计适当厚度的刚性过渡层。仲伟虹等[7]研究发现，在陶瓷面板和芳纶背板间夹入厚度为2～4 mm的碳纤维增强复合材料可有效减小背凸高度和提高防弹能力，实现背板和面板间的良好匹配。2 陶瓷复合装甲的抗弹吸能机理

Hu等[17]开展了SiC/UHMWPE复合装甲抵御7.62mm×51 mm穿甲弹侵彻试验，探究陶瓷尺寸和形状对复合装甲抗弹性能的影响，分析陶瓷复合装甲的吸能机理。结果表明，弹丸侵彻陶瓷复合装甲的过程可分为4个阶段，如图5所示。第1阶段为弹体撞击陶瓷，陶瓷产生碎裂形成陶瓷锥，弹丸变形墩粗，弹丸的冲击动能开始被耗散；第2阶段为变形弹丸和破碎陶瓷锥共同侵彻复合材料背板，背板产生大变形，陶瓷锥对弹丸进一步磨蚀；第3阶段为弹体侵彻已弯曲变形的复合材料背板，弹丸大部分残余动能在该阶段被消耗；第4阶段为弹丸停留在背板层或飞出。图4 弹丸侵彻纤维增强复合靶板过程示意图[13]

【参考文献】：
期刊论文
[1]陶瓷和仿珍珠母陶瓷/聚脲复合结构的冲击损伤对比[J]. 吴和成,肖毅华.  高压物理学报. 2020(02)
[2]仿生柔性防护装具的设计及防弹性能测试[J]. 朱德举,赵波.  复合材料学报. 2020(06)
[3]直升机陶瓷复合装甲发展现状及新型材料应用前景[J]. 武岳,王旭东,刘迪,李炯利,郭建强,李文博,张海平,曹振.  航空材料学报. 2019(05)
[4]复合膜材料制备防弹插板的防弹性能研究[J]. 石凌飞,高晓清,杨阳,郝登云.  中国安防. 2019(09)
[5]碳材料增韧氮化硅陶瓷研究进展[J]. 豆鹏飞.  陶瓷. 2019(06)
[6]拼接式陶瓷复合装甲防护性能数值模拟[J]. 陈智勇,徐颖强,程广伟,李妙玲,刘建寿.  中国材料进展. 2019(05)
[7]碳化硼陶瓷复合靶板抗侵彻性能实验研究[J]. 任文科,高光发,朴春华,张扬,徐同昆,赵斌.  高压物理学报. 2019(04)
[8]碳化硅晶须增韧复合材料的研究现状[J]. 王阳阳,贾晨,贾先,杨建锋.  兵器材料科学与工程. 2019(04)
[9]石墨烯增强增韧非氧化物陶瓷的研究进展[J]. 曾渊,刘江昊,梁峰,谭操,张海军.  耐火材料. 2019(01)
[10]防弹车辆用陶瓷复合装甲研究[J]. 陈智勇,程广伟,徐颖强,刘建寿,李妙玲,姚永玉,李彬.  中国陶瓷. 2018(11)



本文编号：3061537