CN105906361A - 一种碳或碳复合防弹材料的制备方法 - Google Patents

一种碳或碳复合防弹材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105906361A
CN105906361A CN201610224618.5A CN201610224618A CN105906361A CN 105906361 A CN105906361 A CN 105906361A CN 201610224618 A CN201610224618 A CN 201610224618A CN 105906361 A CN105906361 A CN 105906361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistant material
bullet resistant
preparation
sintering
bullet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610224618.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105906361B (zh
Inventor
曹海建
季涛
陈红霞
高强
孙启龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nantong University
Original Assignee
Nantong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong University filed Critical Nantong University
Priority to CN201610224618.5A priority Critical patent/CN105906361B/zh
Publication of CN105906361A publication Critical patent/CN105906361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105906361B publication Critical patent/CN105906361B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

一种碳或碳复合防弹材料的制备方法，本发明涉及防弹材料制备技术领域；一、防弹材料预制件的制备；二、防弹材料预制件的复合成型；三、防弹材料预制件的高温烧结；四、防弹材料的反复浸渍、高温烧结；五、防弹材料的原位烧结；六、待防弹材料自然冷却后，取出，并对防弹材料进行后处理。制作出来的防弹材料具有轻质、高强、高硬度、压缩强度高、防弹等级高、防多发弹性能好等特点，可用于超高速钢芯弹、穿甲弹的防护。

Description

一种碳或碳复合防弹材料的制备方法
技术领域
本发明涉及防弹材料制备技术领域，具体涉及一种碳或碳复合防弹材料的制备方法。
背景技术
目前，防弹材料主要分为三种类型，即软质防弹材料、半硬质防弹材料、硬质防弹材料。软质防弹材料主要是高性能纤维(芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等)为原料制备的纤维增强复合材料，主要用于防护低速的子弹(500m/s左右的弹速，子弹类型以铅芯弹为主)。半硬质防弹材料一般的结构是采用硬质材料(特种钢、陶瓷板等)与高性能纤维增强复合材料复合使用，主要用于防护较高速的子弹(600m/s左右的弹速，子弹类型以钢芯弹为主)。硬质防弹材料则主要以硬质材料(特种钢、陶瓷板等)为主，主要用于防护高速、高能量子弹(700m/s左右的弹速，子弹类型以钢芯弹等为主)。
研究发现，目前我国在超高弹速(超过800m/s的弹速，子弹类型包括钢芯弹、穿甲弹等)防弹材料的研发方面进展不是很好。出现的主要问题包括：防弹材料易被击穿；陶瓷板脆性大、受弹击易碎裂；防弹材料面密度偏大等，亟待改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的碳或碳复合防弹材料的制备方法，制作出来的防弹材料具有轻质、高强、高硬度、压缩强度高、防弹等级高、防多发弹性能好等特点，可用于超高速钢芯弹、穿甲弹的防护。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它的制备方法如下：
一、防弹材料预制件的制备：以碳纤维为原料，采用三维机织工艺整体一次性制备三维防弹材料预制件(采用三维机织结构，有利于提高防弹复合材料中纤维体积含量，增强防弹材料的抗冲击性能、防多发弹性能、抗压缩性能等)；
二、防弹材料预制件的复合成型：以酚醛树脂为基体，采用高压(0.1～2MPa)浸渍工艺，将酚醛树脂基体与三维防弹材料预制件进行高压浸渍复合成型，浸渍时间10～60min，并采用钢质耐高压密封容器。
三、防弹材料预制件的高温烧结：将浸渍酚醛树脂基体的三维防弹材料预制件放入高温烧结炉进行高压(20～30MPa)、高温(600～1200℃)烧结，增强材料的硬度和致密性。其中烧结时间分为升温时间16～20h、保温时间1～1.5h。
四、防弹材料反复浸渍、高温烧结：依次重复(二)、(三)工艺10～12次，使防弹材料进一步硬化、致密化。
五、防弹材料的原位烧结：在惰性气体保护下，往高温烧结炉中通入CH4、C2H2等含碳质高的气源，对上述防弹材料预制件进行高温(800-1500℃)原位烧结，烧结时间100～240h，使其硬度、致密性符合防弹材料要求(密度1.6～2.0g/cm3)。
六、待防弹材料自然冷却后，取出，并对防弹材料进行后处理。主要包括防弹材料成品制样、光洁化处理、称重等。
采用上述结构后，本发明有益效果为：它制作出来的防弹材料具有轻质、高强、高硬度、压缩强度高、防弹等级高、防多发弹性能好等特点，可用于超高速钢芯弹、穿甲弹的防护。
具体实施方式
本具体实施方式采用的技术方案是：它的制备方法如下：
一、防弹材料预制件的制备：以碳纤维为原料，采用三维机织工艺整体一次性制备三维防弹材料预制件(采用三维机织结构，有利于提高防弹复合材料中纤维体积含量，增强防弹材料的抗冲击性能、防多发弹性能、抗压缩性能等)；
二、防弹材料预制件的复合成型：以酚醛树脂为基体，采用高压(0.1～2MPa)浸渍工艺，将酚醛树脂基体与三维防弹材料预制件进行高压浸渍复合成型，浸渍时间10～60min、浸渍温度为室温，并采用钢质耐高压密封容器；
三、防弹材料预制件的高温烧结：将浸渍酚醛树脂基体的三维防弹材料预制件放入高温烧结炉进行高压(20～30MPa)、高温(600～1200℃)烧结，增强材料的硬度和致密性；
三、防弹材料预制件的高温烧结：将浸渍酚醛树脂基体的三维防弹材料预制件放入高温烧结炉进行高压(20～30MPa)、高温(600～1200℃)烧结，增强材料的硬度和致密性。其中烧结时间分为升温时间16～20h、保温时间1～1.5h。
四、防弹材料反复浸渍、高温烧结：依次重复(二)、(三)工艺10～12次，使防弹材料进一步硬化、致密化。
五、防弹材料的原位烧结：在惰性气体保护下，往高温烧结炉中通入CH4、C2H2等含碳质高的气源，对上述防弹材料进行高温(800～1500℃)原位烧结，烧结时间100～240h，使其硬度、致密性符合防弹材料要求(密度1.6～2.0g/cm3)。
六、待防弹材料自然冷却后，取出，并对防弹材料进行后处理。主要包括防弹材料成品制样、光洁化处理、称重等。
采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：它制作出来的防弹材料具有轻质、高强、高硬度、压缩强度高、防弹等级高、防多发弹性能好等特点，可用于超高速钢芯弹、穿甲弹的防护。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种碳或碳复合防弹材料的制备方法，其特征在于：它的制备方法如下：
(一)、防弹材料预制件的制备：以碳纤维为原料，采用三维机织工艺整体一次性制备三维防弹材料预制件；
(二)、防弹材料预制件的复合成型：以酚醛树脂为基体，采用高压0.1～2MPa浸渍工艺，将酚醛树脂基体与三维防弹材料预制件进行高压浸渍复合成型，浸渍时间10～60min，并采用钢质耐高压密封容器。
(三)、防弹材料预制件的高温烧结：将浸渍酚醛树脂基体的三维防弹材料预制件放入高温烧结炉进行高压20～30MPa、高温600～1200℃烧结，增强防弹材料的硬度和致密性；其中烧结时间分为升温时间16-20h、保温时间1～1.5h。
(四)、防弹材料反复浸渍、高温烧结：依次重复(二)、(三)工艺10～12次，使防弹材料进一步硬化、致密化。
(五)、防弹材料的原位烧结：在惰性气体保护下，往高温烧结炉中通入CH4、C2H2等含碳质高的气源，对上述防弹材料进行进一步高温(800～1500℃)原位烧结，烧结时间100～240h，使其硬度、致密性符合防弹材料要求(密度1.6～2.0g/cm3)。
(六)、待防弹材料自然冷却后，取出，并对防弹材料进行后处理。
CN201610224618.5A 2016-04-13 2016-04-13 一种碳或碳复合防弹材料的制备方法 Active CN105906361B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610224618.5A CN105906361B (zh) 2016-04-13 2016-04-13 一种碳或碳复合防弹材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610224618.5A CN105906361B (zh) 2016-04-13 2016-04-13 一种碳或碳复合防弹材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105906361A true CN105906361A (zh) 2016-08-31
CN105906361B CN105906361B (zh) 2020-03-27

Family

ID=56745879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610224618.5A Active CN105906361B (zh) 2016-04-13 2016-04-13 一种碳或碳复合防弹材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105906361B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108892525A (zh) * 2018-08-21 2018-11-27 南通大学 一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1758012A (zh) * 2005-09-02 2006-04-12 北京玻钢院复合材料有限公司 一种防弹材料及其成型方法
CN101234901A (zh) * 2007-12-11 2008-08-06 北京航空航天大学 一种复合防弹陶瓷材料及其制备方法
CN101805200A (zh) * 2010-03-17 2010-08-18 上海大学 一种轴承用碳/碳复合材料的制备方法
CN102219537A (zh) * 2011-03-28 2011-10-19 航天材料及工艺研究所 一种平板类碳/碳复合材料的快速成型方法
CN102501521A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 周庆 一种具有新型树脂基体的柔性防弹复合材料及加工方法
CN103408315A (zh) * 2013-08-09 2013-11-27 航天材料及工艺研究所 一种三维中间相沥青基高热导率碳/碳复合材料及其制备工艺
CN104197786A (zh) * 2014-09-16 2014-12-10 山东大学 一种碳纤维复合材料防弹板及其制备方法
CN104215130A (zh) * 2014-09-16 2014-12-17 山东大学 一种多功能复合材料防弹板及其制备方法
CN104236393A (zh) * 2014-09-16 2014-12-24 山东大学 一种多功能复合材料防弹头盔及其制造方法
CN104677194A (zh) * 2015-02-05 2015-06-03 山东大学 一种模块化多维复合防弹板及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1758012A (zh) * 2005-09-02 2006-04-12 北京玻钢院复合材料有限公司 一种防弹材料及其成型方法
CN101234901A (zh) * 2007-12-11 2008-08-06 北京航空航天大学 一种复合防弹陶瓷材料及其制备方法
CN101805200A (zh) * 2010-03-17 2010-08-18 上海大学 一种轴承用碳/碳复合材料的制备方法
CN102219537A (zh) * 2011-03-28 2011-10-19 航天材料及工艺研究所 一种平板类碳/碳复合材料的快速成型方法
CN102501521A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 周庆 一种具有新型树脂基体的柔性防弹复合材料及加工方法
CN103408315A (zh) * 2013-08-09 2013-11-27 航天材料及工艺研究所 一种三维中间相沥青基高热导率碳/碳复合材料及其制备工艺
CN104197786A (zh) * 2014-09-16 2014-12-10 山东大学 一种碳纤维复合材料防弹板及其制备方法
CN104215130A (zh) * 2014-09-16 2014-12-17 山东大学 一种多功能复合材料防弹板及其制备方法
CN104236393A (zh) * 2014-09-16 2014-12-24 山东大学 一种多功能复合材料防弹头盔及其制造方法
CN104677194A (zh) * 2015-02-05 2015-06-03 山东大学 一种模块化多维复合防弹板及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
柴晓明: "树脂基厚向混杂防弹复合材料的制备及侵彻机理研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *
肖露: "混杂热固性树脂基防弹复合材料的制备及侵彻机理研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108892525A (zh) * 2018-08-21 2018-11-27 南通大学 一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法
CN108892525B (zh) * 2018-08-21 2021-02-26 南通大学 一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105906361B (zh) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104677194B (zh) 一种模块化多维复合防弹板及其制备方法
CN104215130B (zh) 一种多功能复合材料防弹板及其制备方法
CN112174672B (zh) 一种碳化硼复合陶瓷板的制备方法及防弹插板
CN104197786B (zh) 一种碳纤维复合材料防弹板及其制备方法
CN105444622A (zh) 一种复合结构防弹板及其制造方法
CN108253843A (zh) 一种连续纤维增韧碳化硅陶瓷防弹板的制备方法
CN107011648B (zh) 一种Kevlar纤维布增强聚脲基复合材料及其制备方法
CN105667019B (zh) 一种抵御机枪弹侵彻的复合结构防弹装甲及其制备方法
CN105948774B (zh) 一种超硬质碳/碳防弹材料的制备方法
CN107990783A (zh) 一种球形体内置复合结构防弹装甲材料及其制备方法
CN103073318A (zh) 一种碳化硼/碳纤维复合陶瓷及其制备方法
CN105906361A (zh) 一种碳或碳复合防弹材料的制备方法
CN107475887B (zh) 一种三维编织复合材料防弹头盔及其制备方法
US9975814B2 (en) Fiber-reinforced silicon carbide composite materials, method for producing the fiber-reinforced silicon carbide composite materials, and uses of the fiber-reinforced silicon carbide composite materials
CN108332614A (zh) 一种蜂窝阻隔结构防弹头盔及其制备方法
CN108892525B (zh) 一种陶/陶硬质防弹材料的制备方法
CN111978682B (zh) 一种金刚石颗粒增强防弹复合材料的制备方法
CN103935092A (zh) 聚酯-酚醛-聚乙烯醇缩丁醛-环氧复合材料及其制备方法
CN205066575U (zh) 一种包含梯度分布的泡沫铝层的轻质复合防弹板
CN110044211A (zh) 一种防弹头盔内衬部件
CN102632665B (zh) 一种芳纶纤维增强树脂基防刺复合材料
CN204854481U (zh) 一种陶瓷复合材料防弹胸插板
CN108395251A (zh) 一种整体式碳化硅木质陶瓷防弹面板及其制备方法和应用
CN208704542U (zh) 复合材料防弹头盔
CN109029116A (zh) 一种碳陶防弹插板

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant