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碳化硼復合靶板制備及抗彈測試應用解決方案

發(fā)表時間:2020-09-30      點擊次數(shù):4067

    近30年來,復合裝甲中一般采用金屬與非金屬組成的多層結(jié)構(gòu),由外層裝甲鋼和背板裝甲組成集體,非金屬材料(陶瓷、增強纖維)充填其中。常見的陶瓷材料有氧化鋁、碳化硅、氧化鋯、碳化硼等,增強纖維有玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維等。

 

 

下面以碳化硼復合靶板為例,介紹下其制備及抗彈測試過程。

 

 

復合靶板結(jié)構(gòu)及封裝

 

 

 

復合裝甲陶瓷靶板示意圖

 

 

    靶板從左到右依次為鋁合金面板、4層玻纖布、鋁合金邊框及陶瓷片、2層玻纖布、鋁合金背板、45號鋼基板。采用鋁合金邊框?qū)μ沾蓧K進行二維約束,再將玻纖布平鋪在陶瓷層的正面和背面(正面鋪上四層玻纖布、背面鋪上兩層玻纖布),正面與背面再用鋁合金板密封,使用聚氨酯膠黏劑將整個結(jié)構(gòu)在常溫下固化成型為復合裝甲陶瓷結(jié)構(gòu)件。

 

 

 

 

抗彈性能測試

 

 

靶試采用857.62mm狙擊步槍進行侵徹試驗,彈速范圍為V25=818±8m/s,射擊距離為10米。

 

 

采用Al箔靶網(wǎng)、自動跟蹤同步儀測量彈體速度,鋼板尺(精度1mm)及游標卡尺(精度0.02)測量基板穿深。

 

 

國產(chǎn)857.62毫米狙擊步槍

 

 

 

 

 

    當彈丸撞擊靶板時,通過鋁合金面板,使得玻纖層撕裂、燒灼。當?shù)竭_陶瓷層,陶瓷塊在應力的作用下形成裂紋,在裂紋的尖端產(chǎn)生較高的應力,陶瓷層快速破碎且在拉應力的作用下形成斷裂錐。陶瓷碎片在彈丸的擠壓下開始反向流動,在高強度裝甲陶瓷的作用下,彈丸的頭部開始受到侵蝕,由于靶板采用三維約束,使得破碎的陶瓷相互擠壓,反向流動的陶瓷碎片阻礙彈體的進一步侵徹,并大量的耗散彈體的質(zhì)量和動能,大大降低了彈丸的侵徹能力,且當高速運動的彈體侵徹鋁合金面板和背板時,由于摩擦產(chǎn)生大量的熱,使得鋁合金粘結(jié)在彈體頭部位置,對彈體也具有一定的阻礙作用。

 

 

    測試中,采用空白靶最對比,857.62毫米狙擊步槍45號鋼的垂直侵徹深度為10.5mm,以此作為陶瓷復合裝甲的抗彈性能評判標準。對熱壓碳化硼裝甲片、碳化硅裝甲片進行抗彈性能進行評估。

 

 

 

 

不同陶瓷裝甲的抗彈性能試驗結(jié)果如下表:

 

 

 

 

測試結(jié)果表明,碳化硼復合裝甲不僅力學性能和微觀組織良好,還具備優(yōu)異的抗彈性能,防護系數(shù)高。

 

 

皓越科技自主研發(fā)的大型熱壓裝備,可滿足防彈陶瓷插板生產(chǎn)的高標準要求,鑄就軍工品質(zhì)。

 

 

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