從表中可以發(fā)現(xiàn)，防彈復(fù)合材料所采用的樹脂體積含量一般都低于3O。主要是是由于防彈復(fù)合材料中樹脂對靶板剛性和結(jié)構(gòu)整體性的主要貢獻(xiàn)僅為樹脂與織物表面纖維的粘結(jié)，避免纖維在彈丸沖擊下產(chǎn)生滑移，充分發(fā)揮纖維高強(qiáng)高模特性及傳遞應(yīng)力、均衡載荷等功能，樹脂自身的碎裂吸能并不是彈道吸能的主要方式。
復(fù)合材料的成型壓力對材料的防彈性同樣具有很大的影響_4，主要是由于成型壓力直接影響了材料的面密度、體密度以及界面強(qiáng)度。成型壓力較小時(shí)，層與層之間結(jié)合不夠緊密，當(dāng)一部分纖維受到?jīng)_擊時(shí)，無法通過層間耦合與其他纖維相互作用，纖維的協(xié)同效應(yīng)差，不利于應(yīng)力波的傳遞和沖擊能量的耗散，因而吸能較低。隨著成型壓力的提高，纖維間協(xié)同效應(yīng)越來越強(qiáng)，吸能迅速提高，然而，達(dá)到最大值后，繼續(xù)提高成型壓力將使層板彎曲剛度提高，不利于纖維的拉伸變形，使得參與拉伸斷裂的纖維數(shù)目減少，因此吸能降低。
4界面對防彈性能的影響
界面的作用是促使纖維和基體形成一個(gè)整體，通過它傳遞應(yīng)力[一。從微觀角度看，界面是由表面原子及表面亞原子構(gòu)成，基體與纖維表面原子的構(gòu)成取決于原子間的親和力、原子和基團(tuán)的大小以及復(fù)合材料制成后界面上產(chǎn)生的收縮量。對于復(fù)合材料中纖維與基體的結(jié)合，一般要滿足如下性能：①樹脂與纖維的接觸角盡可能地小，以達(dá)到完全浸潤；②樹脂黏度越小，越容易浸潤；③用物理及化學(xué)方法清除“薄弱界面”并賦予適當(dāng)?shù)拇植诙取?/p>
在防彈機(jī)理中，纖維與基體之間的界面脫粘是復(fù)合材料吸收彈體能量的一個(gè)重要方式。當(dāng)界面粘接弱時(shí)，裂紋端部出現(xiàn)脫粘，脫粘引起的能量吸收主要取決于粘接強(qiáng)度，當(dāng)界面粘接強(qiáng)時(shí)，纖維被沖斷和纖維端部應(yīng)力松弛吸收能量。因此，適當(dāng)降低界面粘接強(qiáng)度有利于提高沖擊韌性。然而界面強(qiáng)度過低，基體與纖維的抱合能力會(huì)下降，纖維在彈擊作用下更易產(chǎn)生滑移，影響防彈性能。其中，針對表面惰性較強(qiáng)的UHMWPE纖維，人們開展了一系列表面改性研究。Moon通過氧等離子體刻蝕聚乙烯纖維表面，獲得了滿意的界面性能；Cohen[將具有一定張力的UHMWPE纖維浸在石蠟油中并加熱，發(fā)現(xiàn)在149℃左右時(shí)，纖維僅僅是表面膨脹而不會(huì)發(fā)生溶解，結(jié)果纖維表面更加粗糙的同時(shí)避免了纖維性能的明顯下降，由該纖維增強(qiáng)的乙烯基酯復(fù)合材料具備了更加良好的吸能性；鄭震胡等人發(fā)現(xiàn)電暈法可使纖維表面氧化產(chǎn)生微坑、表面交聯(lián)等，消除了弱邊界層，增大了表面能。
這些方法均具有兩方面的作用，一是通過對纖維表面的蝕刻作用，形成力學(xué)咬合力，另一方面是在纖維表面弓1人含氧基團(tuán)，增強(qiáng)了纖維與樹脂的作用力。
5 防彈復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
防彈材料自問世以來就以迅猛的速度向前發(fā)展，由早期的普通金屬防彈板到單層的纖維增強(qiáng)樹脂基體的防彈復(fù)合材料，再發(fā)展到當(dāng)今多層次、梯度化結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。表3為部分國內(nèi)外關(guān)于防彈復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
.jpg)
從表3中不難看出，織物表層多采用壓縮強(qiáng)度較強(qiáng)的纖維，而內(nèi)層多采用拉伸強(qiáng)度較大的纖維。除增強(qiáng)材料之外，樹脂基體的性能也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的重要因素之一。CunningH朝認(rèn)為，當(dāng)里層纖維的韌性及斷裂伸長率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于表層纖維，層與層之間所采用的樹脂模量不低于48．3MPa時(shí)，可獲得優(yōu)良的抗彈性能。Prevorsek認(rèn)為在防彈材料的外表纏繞兩層互
<<上一頁[1][2][3][4][5][6]下一頁>>
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
編.gif)
您所在的位置：
