复合材料学报

作者：贾楠, 焦亚男, 周庆, 何业茂, 陈利, 万喜莉,

关键词：碳化硼陶瓷, 复合装甲板, 12.7 mm穿甲弹, 陶瓷破碎, 超高分子量聚乙烯, CT分析,

陶瓷/UHMWPE复合装甲板以其轻质高强的优异性能广泛应用于弹道防护领域，其通过陶瓷的破碎与背板的变形破坏耗散弹丸动能，其中陶瓷的破碎吸能是消耗动能的主要模式。因此，分析陶瓷的碎裂过程及损伤演化特性，对优化陶瓷复合装甲的防护性能具有重要意义。本文以碳化硼陶瓷(B₄C)作为面板材料，超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene，UHMWPE)层压板作为背板材料，通过真空袋膜压工艺制备B₄C/UHMWPE复合装甲板。采用54式12.7 mm穿甲弹以弹速(488±10) m/s侵彻复合装甲板，研究复合装甲板的抗侵彻性能；基于X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography，CT)技术和断口形貌观察，分析复合装甲板的弹道侵彻响应机制及B₄C陶瓷的破碎行为和特征参数。研究结果表明：B₄C陶瓷的破碎区域呈现双圆台状；陶瓷的响应区域包括陶瓷板背面的超前破碎区、弹道侵彻后剩余的陶瓷板、弹丸正下方的碎片-完全粉化区；B₄C陶瓷内的自由面锥角与复合装甲板的抗穿甲弹侵彻性能存在明显正相关性；B₄C/UHMWPE复合装甲板的响应过程包括冲击波传播过程及诱导陶瓷内自由面生成、B₄C陶瓷的破碎过程、UHMWPE层压板的压缩-剪切-拉伸的耦合过程。

来源：2023年第6期

《复合材料学报》期刊编辑部

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