碳化硼复合靶板制备及抗弹测试应用解决方案

    近30年来，复合装甲中一般采用金属与非金属组成的多层结构，由外层装甲钢和背板装甲组成集体，非金属材料（陶瓷、增强纤维）充填其中。常见的陶瓷材料有氧化铝、碳化硅、氧化锆、碳化硼等，增强纤维有玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。

 

下面以碳化硼复合靶板为例，介绍下其制备及抗弹测试过程。

 

复合靶板结构及封装

 

复合装甲陶瓷靶板示意图

 

    靶板从左到右依次为铝合金面板、4层玻纤布、铝合金边框及陶瓷片、2层玻纤布、铝合金背板、45号钢基板。采用铝合金边框对陶瓷块进行二维约束，再将玻纤布平铺在陶瓷层的正面和背面（正面铺上四层玻纤布、背面铺上两层玻纤布），正面与背面再用铝合金板密封，使用聚氨酯胶黏剂将整个结构在常温下固化成型为复合装甲陶瓷结构件。

 

 

抗弹性能测试

 

靶试采用85式7.62mm狙击步枪进行侵彻试验，弹速范围为V₂₅=818±8m/s，射击距离为10米。

 

采用Al箔靶网、自动跟踪同步仪测量弹体速度，钢板尺（精度1mm）及游标卡尺（精度0.02）测量基板穿深。

 

国产85式7.62毫米狙击步枪

 

 

 

    当弹丸撞击靶板时，通过铝合金面板，使得玻纤层撕裂、烧灼。当到达陶瓷层，陶瓷块在应力的作用下形成裂纹，在裂纹的尖端产生较高的应力，陶瓷层快速破碎且在拉应力的作用下形成断裂锥。陶瓷碎片在弹丸的挤压下开始反向流动，在高强度装甲陶瓷的作用下，弹丸的头部开始受到侵蚀，由于靶板采用三维约束，使得破碎的陶瓷相互挤压，反向流动的陶瓷碎片阻碍弹体的进一步侵彻，并大量的耗散弹体的质量和动能，大大降低了弹丸的侵彻能力，且当高速运动的弹体侵彻铝合金面板和背板时，由于摩擦产生大量的热，使得铝合金粘结在弹体头部位置，对弹体也具有一定的阻碍作用。

 

    测试中，采用空白靶最对比，85式7.62毫米狙击步枪对45号钢的垂直侵彻深度为10.5mm，以此作为陶瓷复合装甲的抗弹性能评判标准。对热压碳化硼装甲片、碳化硅装甲片进行抗弹性能进行评估。

 

 

不同陶瓷装甲的抗弹性能试验结果如下表：

 

 

测试结果表明，碳化硼复合装甲不仅力学性能和微观组织良好，还具备优异的抗弹性能，防护系数高。

 

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