大庆碳化硼复合靶板制备封装工艺与抗弹性能测试及机理详解

近三十年来，复合装甲普遍采用金属与非金属组成的多层结构，由外层装甲钢、背板以及充填其间的陶瓷、增强纤维构成。常见陶瓷材料有氧化铝、碳化硅、氧化锆、碳化硼等，增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。下面以碳化硼复合靶板为例，介绍其制备与抗弹测试过程。

复合靶板的结构与封装

靶板从正面到背面依次为铝合金面板、4层玻纤布、铝合金边框及陶瓷片、2层玻纤布、铝合金背板和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正背两面，正面铺4层、背面铺2层，正背面再用铝合金板密封，使用聚氨酯胶黏剂在常温下固化成型为复合装甲陶瓷结构件。

抗弹性能测试方法

靶试采用85式7.62毫米狙击步枪进行侵彻试验，弹速范围约为818±8米每秒，射击距离10米。采用铝箔靶网和自动跟踪同步仪测量弹体速度，用钢板尺和游标卡尺测量基板穿深。以空白钢靶作对比，该弹药对45号钢的垂直侵彻深度约为10.5毫米，作为陶瓷复合装甲抗弹性能的评判基准。

抗弹机理分析

当弹丸撞击靶板时，先穿过铝合金面板，使玻纤层撕裂、烧灼；到达陶瓷层后，陶瓷块在应力作用下形成裂纹，裂纹尖端产生较高应力，陶瓷层快速破碎并在拉应力作用下形成断裂锥。陶瓷碎片在弹丸挤压下反向流动，在高强度装甲陶瓷作用下弹丸头部开始受到侵蚀。

由于靶板采用三维约束，破碎陶瓷相互挤压，反向流动的碎片阻碍弹体进一步侵彻，并大量耗散弹体质量和动能，明显降低弹丸侵彻能力。当高速弹体侵彻铝合金面板和背板时，摩擦产生的热量使铝合金粘结在弹体头部，也起到一定阻碍作用。测试结果表明，碳化硼复合装甲在力学性能和微观组织良好的同时，具备较好的抗弹性能和较高的防护系数。

热压烧结装备的工艺要求

要制备高质量的碳化硼防弹陶瓷片，离不开稳定的热压烧结装备。陶瓷片的致密度、晶粒尺寸和缺陷控制，与烧结温度、压力曲线和气氛条件密切相关，装备需要在长时间高温加压过程中保持温度均匀和压力稳定。

志远工业设备围绕防弹陶瓷烧结需求，在真空钎焊炉和真空加压烧结炉等大型热压装备方面积累了配套经验，可满足防弹陶瓷插板生产对温度、压力和气氛的工艺要求，帮助军工和防护材料企业提升制品一致性。