一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置 |
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| 申请号 | CN201510929353.4 | 申请日 | 2015-12-12 | 公开(公告)号 | CN105547051A | 公开(公告)日 | 2016-05-04 |
| 申请人 | 西安交通大学; | 发明人 | 秦庆华; 张威; 郭奕蓉; 王铁军; 沙振东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种金属玻璃增强 密度 梯度型装甲防护装置，包括外金属板、内金属板以及固定在外金属板和内金属板之间的 缓冲层 ，缓冲层由呈密度梯度变化的金属 泡沫 组成，且在所述外金属板上均匀开设有相同直径的孔，所述孔的外沿处设置有 倒 角 ，同时外金属板表面 喷涂 了一层薄薄的金属玻璃涂层；密度梯度泡沫层和外金属板上开设的孔能显著降低金属装甲防护装置的重量，外金属板表面喷涂的金属玻璃涂层和开设的孔能使得子弹/弹片有效 破碎 ，改变其冲击方向，而密度梯度泡沫作为缓冲层则能有效吸收子弹/弹片的冲击 能量 ，因此这种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置能够有效抵御子弹/弹片的侵袭以及爆炸冲击波的威胁，起到抵御弹体和爆炸冲击的双重防护功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置，包括外金属板(1)、内金属板(6)、以及固定在外金属板(1)和内金属板(6)之间的由外向内的第一缓冲层(3)、第二缓冲层(4)和第三缓冲层(5)；其特征在于：在所述外金属板(1)上均匀开设有直径相同的孔(2)，且所述外金属板(1)的外表面喷涂有金属玻璃涂层(7)，所述第一缓冲层(3)、第二缓冲层(4)和第三缓冲层(5)的密度呈梯度变化。 |
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| 说明书全文 | 一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置技术领域[0001] 本发明属于装甲防护技术领域，特别涉及一种金属玻璃增强密度梯度型轻质复合夹芯防护装置。 背景技术[0002] 装甲防护技术是武器装备系统生存能力之中最重要的组成部分。任何一项现代武器装备都离不开防护。随着反装甲武器技术的迅速发展，武器装备的战场生存能力对装甲防护结构的性能提出了更高的要求，优良的装甲防护系统能够使得坦克、装甲车辆、运钞车及其它结构的主体及其中的人员和财产安全得到更好的保护。现代防护装甲正朝着强韧化、轻量化、模块化、多功能化和高性能化的方向发展。“三明治”结构是一类典型的装甲防护结构，该结构由两层面板和中间芯材构成，传统的面板可以选择钢、钛合金、铝合金、复合材料等，而中间夹层材料以往选择橡胶、塑料、复合材料等较多。近些年来，随着制备技术的提高，通过在金属面板表面喷涂比强度更高的金属玻璃涂层可以有效提升面板强度，而以毫米级空隙结构为结构特征的超轻多孔金属的出现实现了结构材料轻质多功能化，从而为装甲防护结构的设计提供了新的选择。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置，能够显著降低防护装甲的重量，有效破碎冲击的子弹/弹片，改变子弹/弹片的冲击方向，并有效吸收其冲击能量，从而降低防护装置完全穿透的可能性，起到抵御子弹/弹片的冲击和抵抗爆炸冲击波诱发的破坏的作用。 [0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是： [0005] 一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置，包括外金属板1、内金属板6、以及固定在外金属板1和内金属板6之间的由外向内的第一缓冲层3、第二缓冲层4和第三缓冲层5；其特征在于：在所述外金属板1上均匀开设有直径相同的孔2，且所述外金属板1的外表面喷涂有金属玻璃涂层7，所述第一缓冲层3、第二缓冲层4和第三缓冲层5的密度呈梯度变化。 [0008] 所述孔2的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。 [0010] 所述缓冲层的材料均为金属泡沫。 [0011] 所述金属泡沫为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫铜或泡沫钢。 [0012] 所述金属泡沫密度呈梯度变化，采用从高到低的铺层顺序。 [0013] 所述外金属板1和内金属板6的材料相同或不同。 [0014] 所述外金属板1和内金属板6的厚度相同或不同。 [0015] 所述第一缓冲层3为高密度金属泡沫层，第二缓冲层4为中密度金属泡沫层，第三缓冲层5为低密度金属泡沫层。 [0016] 所述金属玻璃涂层7采用电热激发喷涂到外金属板1上。 [0017] 所述外金属板1和内金属板6与缓冲层之间的固定方式为焊接或强力胶粘接。 [0018] 本发明和现有技术相比，具有如下优点： [0019] 1、由于在外金属板1上均匀开设有一定密度和相同直径的孔2，从而降低了本发明防护装置的重量。 [0020] 2、由于在外金属板表面喷涂了一层很薄的金属玻璃涂层7，这种金属玻璃涂层具有很高的强度、较低的比热和不是很高的熔点，在子弹/弹片冲击过程中，子弹/弹片上会形成较高的冲击压力，并引起较高的温升，从而容易使得子弹/弹片破碎成碎片云，降低了子弹/弹片的尺寸，使得撞击产生的点载荷变为面载荷，从而降低了对结构的损伤，起到了安全防护的作用。 [0021] 3、由于孔2的外沿处设置有倒角，可以通过带有倒角的孔来改变来袭子弹/弹片的运动方向，降低高速运动的子弹/弹片的速度，甚至使其发生断裂，变成一些运动速度较慢的碎片，破碎的子弹/弹片嵌入或穿过金属泡沫时，填充的密度梯度金属泡沫增加了冲击波传播的路径，降低了衰减阶段的冲击压力，延长了冲击波的作用时间，从而使密度梯度金属泡沫层可进一步降低子弹/弹片的冲击能量。随后，内金属板对子弹/弹片做进一步的拦截，再次降低子弹/弹片的冲击能量，对于这种运动状态的子弹/碎片更容易借助其它外力停下来。除了可以有效抵御高速运动的弹体/弹片的侵袭外，还可以通过外金属板1和内金属板6的变形及高密度金属泡沫层、中密度金属泡沫层和低密度金属泡沫层压溃的协同实现对爆炸冲击波的缓冲吸能。从而可以有效的降低或消除爆炸冲击波对被防护主体及其中人员的威胁。 [0022] 因此，本发明金属玻璃增强密度梯度型金属泡沫夹芯装甲防护装置能够显著降低金属装甲防护装置的重量，有效破碎冲击的子弹/弹片，改变子弹/弹片的运动方向，降低其运动速度，并有效吸收其冲击能量，从而降低防护装置完全穿透的可能性，起到抵御子弹/弹片的侵袭及爆炸冲击波诱发的破坏的作用，具有抵御弹体和爆炸冲击的双重防护功能。附图说明 [0023] 图1为本发明的结构剖视示意图。 [0024] 图2为本发明的俯视示意图。 具体实施方式[0025] 下面结合附图对本发明的结构作进一步详细说明。 [0026] 如图1和图2所示，本发明一种金属玻璃增强密度梯度型装甲防护装置，包括外金属板1、内金属板6、以及固定在外金属板1和内金属板6之间的由外向内的第一缓冲层3、第二缓冲层4和第三缓冲层5；其特征在于：在所述外金属板1上均匀开设有直径相同的孔2，且所述外金属板1的外表面喷涂有金属玻璃涂层7，所述第一缓冲层3、第二缓冲层4和第三缓冲层5的密度呈梯度变化。 [0027] 作为本发明的优选实施方式，所述孔2的外沿处设置有倒角。 [0028] 所述孔2的横截面形状可以为任意形状，如圆形、椭圆形、三角形或多边形，如图2所示，优选为圆形，便于加工。 [0029] 所述金属玻璃涂层7的材料可以为铁基非晶合金、锆基非晶合金、铜基非晶合金或钴基非晶合金。 [0030] 所述外金属板1和内金属板6的材料为金属，如装甲钢、铝合金、钛合金或贫铀合金等。 [0031] 所述缓冲层的材料为金属泡沫，优选为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫铜或泡沫钢。 [0032] 所述金属泡沫密度呈梯度变化，采用从高到低的铺层顺序。 [0033] 所述外金属板1和内金属板6的材料相同或不同。 [0034] 所述外金属板1和内金属板6的厚度可以相同也可以不同。 [0035] 所述第一缓冲层3为高密度金属泡沫层，第二缓冲层4为中密度金属泡沫层，第三缓冲层5为低密度金属泡沫层。 [0036] 所述金属玻璃涂层7采用电热激发喷涂到外金属板1上。 |
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