B4C、B4C/TiB2和B4C/Al多层复合新型防弹材料的制备与性能

为适应现代化高科技战争的发展，对防弹材料提出了更高的要求。本项目首先采用热压烧结法制备出B4C、B4C/TiB2和多孔B4C的多层复合结构预烧体，再通过真空熔渗技术制备出B4C、B4C/TiB2和B4C/Al多层复合新型防弹材料。并通过调控烧结和Al熔渗工艺参数、控制成分和B4C颗粒级配等手段实现材料的致密化和结构优化；通过研究材料的显微组织、力学性能、界面结合状况以及防弹能力，搞清材料的防弹机理；通过本项目的研究为多层复合新型防弹材料的生产和应用提供理论基础。该项目的顺利实施可以提供一种性能高、重量轻、寿命长、价格低的多层复合新型防弹材料，它不仅对于材料学的发展具有重要的科学意义，也具有十分重要的实用价值。多层复合新型防弹材料在人体防护和军用机车防护上都有广泛的使用市场，其应用前景非常巨大。

本项目基于B4C、B4C/TiB2和B4C/Al多层复合原理，在国内外首次通过热压烧结制备多孔预烧体和真空熔渗金属铝相结合的技术，采用两步法成功制备了B4C-TiB2/B4C-Al/B4C 新型多层复合防弹陶瓷材料，打破了目前碳化硼防弹材料以单一碳化硼陶瓷或碳化硼分别和金属，有机物，纤维等材料层状复合的现状。这种多层复合防弹陶瓷材料在国内外还未见报道。所制备的三层复合防弹陶瓷材料的性能指标为：体积密度2.57g/cm3，抗折强度266MPa，断裂韧性6.1MPa•m1/2,表面硬度34GPa。经装甲与反装甲材料技术国防科技重点实验室--穿甲模拟实验室进行12.7mm穿燃弹靶试实验，结果表明，B4C-TiB2/B4C-Al/B4C 三层陶瓷复合材料防护系数高于同类陶瓷材料的防护系数，防护系数均为5.20以上，最高达到6.67，处于国内外领先水平。本基金项目的研究结果已申请国家发明专利一项，并已发表标注拟结题基金项目批准号的文章计24篇。