本發(fā)明涉及一種高強度高韌性AZ抗彈陶瓷及其制造方法。

背景技術：

目前國內(nèi)的裝甲車輛的裝甲防護主要采用高強度裝甲鋼，為了達到防護效果，車體外圍需采用大量由裝甲鋼制成的防彈裝甲，這增加了裝甲車的自身重量，大大影響了裝甲車的機動性能。國內(nèi)早已有將陶瓷材料應用于裝甲防護的研究。利用陶瓷材料的優(yōu)良性能，與其它材料進行復合制成復合裝甲代替原有的裝甲鋼，不但能大大降低裝甲重量，提高裝甲車的機動性能，而且防彈效果也有所提高。目前作為防彈陶瓷材料主要有99氧化鋁陶瓷、氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷、碳化硼陶瓷以及硼化鈦陶瓷。99氧化鋁陶瓷價格低廉，但防護性能一般。碳化硅、碳化硼和硼化鈦陶瓷性能優(yōu)越，比重較低，但制造工藝復雜，制造成本太高，批量化裝備很難實現(xiàn)。而氧化鋯增韌防彈陶瓷防護性能較99氧化鋁陶瓷有明顯提高，但生產(chǎn)成本較碳化硅、碳化硼和硼化鈦陶瓷有明顯優(yōu)勢，因此性價比最高。

普通AZ抗彈陶瓷的各項性能指標雖然比氧化鋁陶瓷有明顯提高，但與碳化硅陶瓷等相比還有不小差距，而本發(fā)明由于對配方進行了優(yōu)化，引入了納米稀土氧化鈰，使材料的性能有大幅度提高。同時阿拉伯樹膠細粉和專用脫模劑的引入，既降低了生產(chǎn)成本，也對材料性能有一定的幫助。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，生產(chǎn)過程中安全性高，生產(chǎn)成本低，能夠大大提高產(chǎn)品性能的一種高強度高韌性AZ抗彈陶瓷及其制備方法。

為此本發(fā)明所采用的技術方案是：

包括以下步驟：

（1）循環(huán)攪拌磨研磨：將高純超細氧化鋁微粉60～65份，復合穩(wěn)定氧化鋯超細粉33～38份，納米稀土氧化鈰2～3份，阿拉伯樹膠細粉 0.3～0.6份，高效分散劑0 ～0.5份，專用脫模劑0～0.5份加入到循環(huán)攪拌磨中進行研磨混料20-24小時，將混合好的漿料放入攪拌桶中進行攪拌2小時以排除漿料中的氣泡；在攪拌過程中加入粘接劑3-5份；

（2）噴霧造粒：將上述混合料噴入造粒塔內(nèi)，通過控制噴霧壓力、進風溫度、出風溫度、噴片粒徑獲得顆粒形態(tài)好、流動性好、顆粒分布范圍窄、水分適中的造粒粉，進風溫度270-310℃，出風溫度100-120℃，進漿壓力40-60，噴片孔徑1.1-1.2mm；

（3）干壓成型：將上述造粒粉置于硬質(zhì)合金模具內(nèi)進行壓制得到生坯，壓制方式為雙向加壓，機床壓力噸位為250-300噸；

（4）高溫燒結：將生坯置于窯車搭建的窯架上或匣缽中排列整齊，然后將裝窯車推入高溫梭式窯中進行燒制，燒成溫度為1850℃，保溫時間為3-4小時，最終制得高性能AZ抗彈陶瓷。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明在生產(chǎn)過程中使用了阿拉伯樹膠細粉和專用脫模劑，使得生產(chǎn)過程中的安全性和方便性大大提高了，生產(chǎn)成本也大大降低；產(chǎn)品中由于引入少量的納米稀土氧化鈰，大大提高了產(chǎn)品性能，體積密度≥5.1ｇ／ｃｍ^３，洛氏硬度≥92ＨRA，抗彎強度≥1100ＭＰａ，斷裂韌性≥8.5ＭＰａ·m^-1/2。

具體實施方式

一種高強度高韌性AZ抗彈陶瓷，其組份及重量配比為：高純超細氧化鋁微粉60～65份，復合穩(wěn)定氧化鋯超細粉33～38份，納米稀土氧化鈰2～3份，阿拉伯樹膠細粉 0.3～0.6份，高效分散劑0 ～0.5份，專用脫模劑0～0.5份。

制造一種高強度高韌性AZ抗彈陶瓷的工藝方法，包括以下步驟：

（1）循環(huán)攪拌磨研磨：將高純超細氧化鋁微粉60～65份，復合穩(wěn)定氧化鋯超細粉33～38份，納米稀土氧化鈰2～3份，阿拉伯樹膠細粉 0.3～0.6份，高效分散劑0 ～.0.5份，專用脫模劑0～.0.5份加入到循環(huán)攪拌磨中進行研磨混料20-24小時，將混合好的漿料放入攪拌桶中進行攪拌2小時以排除漿料中的氣泡；在攪拌過程中加入粘接劑3-5份；

（2）噴霧造粒：將上述混合料噴入造粒塔內(nèi)，通過控制噴霧壓力、進風溫度、出風溫度、噴片粒徑獲得顆粒形態(tài)好、流動性好、顆粒分布范圍窄、水分適中的造粒粉，進風溫度270-310℃，出風溫度100-120℃，進漿壓力40-60，噴片孔徑1.1-1.2mm；

（3）干壓成型：將上述造粒粉置于硬質(zhì)合金模具內(nèi)進行壓制得到生坯，壓制方式為雙向加壓，機床壓力噸位為250-300噸；

（4）高溫燒結：將生坯置于窯車搭建的窯架上或匣缽中排列整齊，然后將裝窯車推入高溫梭式窯中進行燒制，燒成溫度為1850℃，保溫時間為3-4小時，最終制得高性能AZ抗彈陶瓷。