本发明涉及一种轻质预压力陶瓷防护装甲，属于兵器设计领域。
背景技术：
陶瓷具有低密度、高硬度和高抗压强度的特点，能够有效减轻装甲重量并提高装甲的抗弹性能，被越来越多地应用在坦克装甲车辆、武装直升机的防护等领域。在一定压力范围内，陶瓷装甲的防护能力与施加在陶瓷表面的预压力呈正相关性，陶瓷表面的预压力越大，陶瓷装甲对长杆弹的防护能力越强。传统陶瓷防护装甲主要由金属盖板、陶瓷及背板三部分构成，长杆弹碰撞金属盖板时，在金属盖板上产生局部压力，铜盖板的局部压力作用在陶瓷表面增强陶瓷的防护能力。然而，加载在陶瓷表面的预压力大小不可控、具有局部性，仅在冲击位置存在预压力，冲击位置周围的陶瓷没有预压力，陶瓷容易在冲击位置附近产生首先失效，从而导致整体破坏，降低防护能力，且金属盖板质量相对较大，不利于控制陶瓷装甲质量。现有的通过盖板热胀冷缩实现预加压的方法，通常需要厚重的背板才能实现，增加了陶瓷装甲重量。为了进一步减轻陶瓷防护装甲重量、提高陶瓷防护装甲的抗侵彻能力，本文提出了一种轻质预压力陶瓷防护装甲，采用质量较轻的含能材料取代传统铜盖板，含能材料在长杆弹的冲击下产生爆燃或爆轰，在陶瓷表面产生大面积预压力，不仅减小了陶瓷复合装甲的重量而且提高了陶瓷复合装甲的防护能力。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有陶瓷防护装甲质量大以及由陶瓷表面加压面积小、压力值不可控导致的抗侵彻能力较低的问题，提供一种轻质预压力陶瓷防护装甲。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种轻质预压力陶瓷防护装甲，包括：含能盖板、陶瓷板和金属背板。
陶瓷板与含能盖板依次固定在金属背板内；陶瓷板紧靠金属背板，含能盖板远离陶瓷板的一面与金属盖板表面齐平；含能盖板在冲击作用下发生爆燃或爆轰，释放大量的能量，并在陶瓷板上产生大面积预压力，提高陶瓷复合装甲的防护能力。
所述含能盖板包括：tnt炸药板，铝粉聚四氟乙烯板；含铝rdx炸药板。
所述铝tnt炸药板制备方法为：将tnt粉末加入蒸汽炉融化，随后注入预热后的模具，tnt成型后刮平药面并退模。
所述铝粉聚四氟乙烯板制备方法为：采用配比为73.5％:26.5％的聚乙烯粉和铝粉混合均匀后，在压力机上采用200mpa压力压合成型，随后在烧结炉中加热至370°烧结成型。
所述含铝rdx炸药板制备方法为：将rdx加入蒸汽炉融化，随后加入铝粉，rdx与铝粉的配比为80％:20％，混合均匀的rdx铝粉溶液注入预热后的模具，待冷却凝固后退模。
有益效果
本发明提供了一种轻质预压力陶瓷防护装甲，预压力来自于含能材料爆燃或爆轰压力，预压力对陶瓷作用面积大，克服了传统金属盖板在长杆冲击作用下对陶瓷局部加压，导致陶瓷冲击位置周边破碎降低防护能力的问题，同时，金属背板的厚度远小于现有的通过盖板热胀冷缩实现预加压的tc装甲，降低了装甲质量。能够实现在降低陶瓷防护装甲质量的同时提高了防护能力。
附图说明
图1为本发明中的轻质预压力陶瓷防护装甲示意图；
图2金属盖板陶瓷装甲侵彻结果；
图3含能盖板陶瓷装甲侵彻结果。
其中，1-含能盖板，2-陶瓷板，3-金属背板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种轻质预压力陶瓷防护装甲，包括：含能盖板、陶瓷板和金属背板。
金属背板3为中心开孔的圆柱形4340钢，圆柱外径为150mm，高度为55mm，中心圆柱孔直径为100mm，高度25mm；圆柱形陶瓷板2粘接在金属背板3的圆柱形开孔内，陶瓷板2材料为sic，圆柱直径为100mm，高度为20mm；圆柱形含能盖板1一面粘接在陶瓷板2上，另一面与金属背板3表面平齐，含能盖板1为tnt炸药板，圆柱直径为100mm，高度为2mm，如图1所示。
工作过程：
长杆弹以1600m/s的速度冲击陶瓷防护装甲时，首先作用到含能盖板1，含能盖板1在冲击作用下发生爆燃或爆轰，释放大量的能量，并在陶瓷板2上产生大面积预压力，提高陶瓷复合装甲的防护能力。
数值模拟结果表明，对于相同质量的金属盖板与含能盖板，侵入陶瓷板相同深度时，金属盖板陶瓷防护装甲对长杆弹的侵蚀长度为3.0mm(如图2所示)，含能盖板陶瓷防护装甲对长杆弹的侵蚀长度为6.1mm(如图3所示)。因此，含能盖板陶瓷防护装甲防护能力远高于金属盖板陶瓷防护装甲。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种轻质预压力陶瓷防护装甲，其特征在于：包括：含能盖板、陶瓷板和金属背板；
陶瓷板与含能盖板依次固定在金属背板内；陶瓷板紧靠金属背板，含能盖板远离陶瓷板的一面与金属盖板表面齐平；含能盖板在冲击作用下发生爆燃或爆轰，释放大量的能量，并在陶瓷板上产生大面积预压力，提高陶瓷复合装甲的防护能力。
2.如权利要求1所述的一种轻质预压力陶瓷防护装甲，其特征在于：所述含能盖板包括：tnt炸药板，铝粉聚四氟乙烯板和含铝rdx炸药板。
3.如权利要求2所述的一种轻质预压力陶瓷防护装甲，其特征在于：所述铝tnt炸药板制备方法为：将tnt粉末加入蒸汽炉融化，随后注入预热后的模具，tnt成型后刮平药面并退模。
4.如权利要求2所述的一种轻质预压力陶瓷防护装甲，其特征在于：所述铝粉聚四氟乙烯板制备方法为：采用配比为73.5％:26.5％的聚乙烯粉和铝粉混合均匀后，在压力机上采用200mpa压力压合成型，随后在烧结炉中加热至370°烧结成型。
5.如权利要求2所述的一种轻质预压力陶瓷防护装甲，其特征在于：所述含铝rdx炸药板制备方法为：将rdx加入蒸汽炉融化，随后加入铝粉，rdx与铝粉的配比为80％:20％，混合均匀的rdx铝粉溶液注入预热后的模具，待冷却凝固后退模。
技术总结