碳化硼復(fù)合靶板制備及抗彈測試應(yīng)用解決方案

    近30年來，復(fù)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(fù)合靶板為例，介紹下其制備及抗彈測試過程。

 

復(fù)合靶板結(jié)構(gòu)及封裝

 

復(fù)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(fù)合裝甲陶瓷結(jié)構(gòu)件。

 

 

抗彈性能測試

 

靶試采用85式7.62mm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)85式7.62毫米狙擊步槍

 

 

 

    當(dāng)彈丸撞擊靶板時，通過鋁合金面板，使得玻纖層撕裂、燒灼。當(dāng)?shù)竭_陶瓷層，陶瓷塊在應(yīng)力的作用下形成裂紋，在裂紋的尖端產(chǎn)生較高的應(yīng)力，陶瓷層快速破碎且在拉應(yīng)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(dāng)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，85式7.62毫米狙擊步槍對45號鋼的垂直侵徹深度為10.5mm，以此作為陶瓷復(fù)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(fù)合裝甲不僅力學(xué)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。

 

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