新型陶瓷复合装甲板的设计与制备研究

论文摘要

陶瓷复合装甲由于在防护领域的应用背景而引起人们的广泛关注。本文采用缠绕玻璃纤维绳的方式对陶瓷和金属材料进行约束,制成复合装甲。通过实弹试验,分析了复合装甲的防弹机理及影响抗弹性能的主要相关因素,从而进行复合机构的优化,实现减重、大幅提高防抗弹性能的目的。基于环氧树脂的优异性能,采用其作为复合装甲防护体系用树脂；通过分析固化剂的用量对环氧树脂固化时间的影响,从靶板制作效率及质量方面考虑,确定了固化剂的用量；通过分析稀释剂的用量对固化物性能的影响,确定了稀释剂的用量。最终确定了最佳的环氧树脂体系。以冲击试验为基础,研究了缠绕玻璃纤维绳的作用。结果表明,玻璃纤维绳在冲击过程中吸收更多的能量,提高了试样的冲击性能；同时,缠绕玻璃纤维绳可以增加对陶瓷的约束。以靶试结果为依据,通过观察分析了各材料受普通钢芯弹冲击后的破坏形貌,对复合装甲的防弹机理进行了研究。靶试结果表明,陶瓷芯厚度的增加有利于增加子弹的变形,从而提高靶板的抗弹性能；碳化硅陶瓷具有更高的硬度和动态压缩屈服强度,因此碳化硅陶瓷复合装甲具有较好的抗弹性能；钢板的位置对抗弹性能也有很大影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 现代装甲防护技术系统构成
• 1.3 常用防弹装甲材料
• 1.3.1 金属防弹材料
• 1.3.2 纤维复合防弹材料
• 1.3.3 陶瓷装甲材料
• 1.4 陶瓷复合装甲防护的发展方向
• 1.5 陶瓷复合装甲抗弹机理的研究现状
• 1.6 研究目的及意义
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验原料及设备
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 试样的制备
• 2.2.1 复合防弹板的结构设计
• 2.2.2 树脂胶液的准备
• 2.2.3 靶板的制作
• 2.3 性能测试
• 2.3.1 密度和开口气孔率的检测
• 2.3.2 硬度的测量
• 2.3.3 抗弯强度的测量
• 2.3.4 断裂韧性的测量
• 2.3.5 冲击性能测试
• 2.3.6 抗弹性能测试
• 2.3.7 扫描电镜观察形貌
• 第3章 结果与分析
• 3.1 树脂配方的确定
• 3.1.1 固化剂与环氧树脂比例的确定
• 3.1.2 稀释剂与环氧树脂比例的确定
• 3.2 缠绕玻璃纤维绳的作用
• 3.3 靶板破坏形式及抗弹性能分析
• 3.3.1 靶试结果
• 3.3.2 破坏形式分析
• 3.3.3 结构对陶瓷复合装甲抗弹性能的影响
• 3.4 抗大口径子弹的装甲板的初步探索
• 3.5 问题与展望
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢