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碳化硼複合靶板製備及抗彈測試

日期:2020-09-29 09:03:41點擊次數:182

    30年來,複合裝甲中一般采用金屬與非金屬組成的多層結構,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、碳化矽、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。

 

 

 

 

下麵以碳化硼複合靶板為例,介紹下其製備及抗彈測試過程。

 

 

複合靶板結構及封裝

 

 

    靶板從左到右依次為鋁合金麵板、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。采用鋁合金邊框對陶瓷塊進行二維約束,再將玻纖布平鋪在陶瓷層的正麵和背麵(正麵鋪上四層玻纖布、背麵鋪上兩層玻纖布),正麵與背麵再用鋁合金板密封,使用聚氨酯膠黏劑將整個結構在常溫下固化成型為複合裝甲陶瓷結構件。

 

 

 

 

抗彈性能測試

 

 

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

 

 

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

 

 

       

 

 

 

 

    當彈丸撞擊靶板時,通過鋁合金麵板,使得玻纖層撕裂、燒灼。當到達陶瓷層,陶瓷塊在應力的作用下形成裂紋,在裂紋的尖端產生較高的應力,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,由於靶板采用三維約束,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,並大量的耗散彈體的質量和動能,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麵板和背板時,由於摩擦產生大量的熱,使得鋁合金粘結在彈體頭部位置,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,以此作為陶瓷複合裝甲的抗彈性能評判標準。對熱壓碳化硼裝甲片、碳化矽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果如下表:

 

 

 

 

 

    測試結果表明,碳化硼複合裝甲不僅力學性能和微觀組織良好,還具備優異的抗彈性能,防護係數高。

 

 

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