專利名稱:一種高強(qiáng)抗沖擊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種抗沖擊裝置，具體涉及一種高強(qiáng)抗沖擊裝置。
技術(shù)背景
具備良好韌性的金屬作為防沖擊裝置則不能實(shí)現(xiàn)防沖擊的目的，因?yàn)楦咚?運(yùn)動(dòng)攜帶有高能的沖擊物體打擊到金屬表面時(shí)，由于金屬自身具備較強(qiáng)的韌性， 而不會(huì)立即將能量向打擊點(diǎn)四周釋放，因此沖擊物體將沖擊能量直接作用于沖 擊點(diǎn)上，導(dǎo)致金屬受力點(diǎn)受沖擊變形，甚至直接被擊穿，起不到防沖擊的目的。
為了防止被沖擊，而又不能使用具有良好韌性的金屬，在現(xiàn)有高強(qiáng)抗沖擊 裝置中，均以單純剛性材料作為防沖擊裝置，例如以Al203為材料的剛性防沖擊 裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中利用單純剛性材料作為防沖擊裝置的原理在于當(dāng)具備高速運(yùn) 動(dòng)攜帶有高能的沖擊物體打擊到現(xiàn)有的防沖擊裝置時(shí)，沖擊物自身所具有的能 量迅速傳遞到防沖擊裝置上，而現(xiàn)有的防沖擊裝置又均為剛性材料，則防沖擊 裝置在吸收到大量由沖擊物傳導(dǎo)而來的能量后，立即向防沖擊裝置的被打擊點(diǎn) 四周傳遞，使得剛性防沖擊裝置立刻破裂，伴隨剛性防沖擊裝置的破碎會(huì)立即 卸去沖擊物體所攜帶的大量能量，從而減小了沖擊物體繼續(xù)沖擊的能量。
但是，上述的以單純剛性材料作為防沖擊裝置的問題主要在于現(xiàn)有防沖 擊裝置雖然可以吸收大量沖擊物的能量，但并不能確保沖擊物體在擊碎防沖擊 裝置后所攜帶的剩余能量不會(huì)再造成進(jìn)一步的破壞。
為了解決上述問題，在防沖擊裝置在制備過程中只能依據(jù)實(shí)際可能出現(xiàn)的 沖擊狀況，通過增加剛性防沖擊裝置的厚度來阻止高速運(yùn)動(dòng)攜帶有高能的沖擊 物體可能造成的潛在危害。
根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的描述可知，需要將現(xiàn)有的防沖擊裝置增厚，才能防止 被沖擊?，F(xiàn)有的防沖擊裝置雖然在理論上是可以防止高速運(yùn)動(dòng)攜帶有高能的沖 擊物體所造成的損害的，但是只是通過簡單地增加厚度會(huì)帶來體積增大、重量 增加、不易攜帶以及成本高的問題，而這在許多應(yīng)用場(chǎng)合是不現(xiàn)實(shí)的。
實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種高強(qiáng)抗沖擊裝置，以解決現(xiàn)有高強(qiáng)抗沖擊裝置抗沖擊 能力差、可靠性低、耗材高的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下
該高強(qiáng)抗沖擊裝置，包括抗沖擊層，在抗沖擊層一側(cè)設(shè)有能量釋放層，所 述抗沖擊層和能量釋放層的材料相同，能量釋放層是多孔陶瓷或多槽陶瓷，多 孔陶瓷的孔內(nèi)注有金屬，多槽陶瓷的槽內(nèi)注有金屬。
以上所述抗沖擊層可以是碳化硅陶瓷抗沖擊層、三氧化二鋁陶瓷抗沖擊層、 碳化硼陶瓷抗沖擊層、氮化硅陶瓷抗沖擊層或高性能復(fù)合陶瓷抗沖擊層等。
以上所述能量釋放層與抗沖擊層可以直接燒結(jié)加工為一體件。
以上所述能量釋放層與抗沖擊層可以是兩個(gè)不同層；所述抗沖擊層加工完 成后將能量釋放層燒結(jié)連接在抗沖擊層上。
以上所述抗沖擊層一側(cè)是光滑面，另一側(cè)是粗糙面，能量釋放層設(shè)于抗沖 擊層的粗糙面一側(cè)。
以上所述多孔陶瓷的孔可以是均勻分布的孔或無序分布的孔，多槽陶瓷的 槽是均勻分布的槽或無序分布的槽，能量釋放層遠(yuǎn)離抗沖擊層粗糙面一側(cè)設(shè)有 分壓層。
以上所述多孔陶瓷的各個(gè)孔之間是連通的，多槽陶瓷的各個(gè)槽之間是連通的。
以上所述能量釋放層遠(yuǎn)離抗沖擊層一側(cè)可依次設(shè)有減沖層和支撐板。
以上所述減沖層由設(shè)于支撐板四周的高分子彈性體和封裝于支撐板上的高 粘性高分子減沖液構(gòu)成，減沖層是通過固化后的高分子彈性體封裝于支撐板與 能量釋放層之間，支撐板是另一組抗沖擊層和能量釋放層。
以上所述多孔陶瓷的孔內(nèi)設(shè)有的金屬可以是鐵、銅、鋁等；多槽陶瓷的槽 內(nèi)設(shè)有的金屬可以是鐵、銅、鋁等。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 抗沖擊能力強(qiáng)。
能量釋放層的設(shè)置，有效降低了抗沖擊層自身硬度所帶來的局限性，當(dāng)高 強(qiáng)度沖擊力進(jìn)行沖擊時(shí)，抗沖擊層依靠自身硬度抵擋，并迅速將力傳遞給能量 釋放層，能量釋放層可將集中于一點(diǎn)的沖擊力迅速擴(kuò)散至整個(gè)層內(nèi)，依靠孔內(nèi) 金屬自身性能吸收沖擊力，抗沖擊層不易變形、破碎。
2、 可靠性高。
多層設(shè)置達(dá)到了多層減沖、多層吸收沖擊力的目的，能使沖擊力迅速從沖 擊點(diǎn)擴(kuò)散至整個(gè)裝置的各層內(nèi)，減沖層內(nèi)的減沖液依靠自身不可被壓縮性，將 高速運(yùn)動(dòng)的物體所攜帶的動(dòng)能轉(zhuǎn)化吸收，不再依靠抗沖擊材料自身性能來吸收沖擊力，有效提高了抗沖擊裝置的可靠性。
3、耗材少成本低。
多層的設(shè)置有效降低了單層抗沖擊裝置依靠自身性能吸收沖擊力的局限， 將不同的抗沖擊能力充分結(jié)合，避免了僅依靠增加單層抗沖擊裝置自身厚度來 提高抗沖擊能力的問題，降低耗材，節(jié)約成本。


圖l是本實(shí)用新型一體無序多孔陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型分體無序多孔陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型分體有序多槽陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型一體有序多槽陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實(shí)用新型多層結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳述。
本實(shí)用新型提供的高強(qiáng)抗沖擊裝置包括抗沖擊層l、能量釋放層2，抗沖擊 層1與能量釋放層2的材料相同，抗沖擊層1與能量釋放層2可直接燒結(jié)為一 體件，如圖1所示；也可先將抗沖擊層1先加工好，再將能量釋放層2連接燒 結(jié)在抗沖擊層l上，如圖2所示。
將抗沖擊層1與能量釋放層2直接燒結(jié)成一體件時(shí)，選用無壓燒結(jié)，燒結(jié) 出的高強(qiáng)抗沖擊裝置降低了加工成本，節(jié)省了加工工序。
將抗沖擊層1采用熱壓燒結(jié)或無壓燒結(jié)進(jìn)行燒結(jié)加工完成，再將能量釋放 層2多孔陶瓷或多槽陶瓷連接燒結(jié)在抗沖擊層1上。
抗沖擊層1的兩個(gè)表面需進(jìn)行相應(yīng)的處理，抗沖擊面加工成光滑面，與能 量釋放層2多孔陶瓷連接的表面加工成粗糙面，這樣使得抗沖擊層1與能量釋 放層2多孔陶瓷或多槽陶瓷之間進(jìn)行連接燒結(jié)時(shí)，接觸緊密，可靠性高。
選用熱壓燒結(jié)，燒結(jié)出的高強(qiáng)抗沖擊裝置，抗沖擊層1結(jié)構(gòu)更加致密，抗 沖擊效果更好。
抗沖擊層1 一般采用抗沖擊層是碳化硅陶瓷抗沖擊層、三氧化二鋁陶瓷抗 沖擊層、碳化硼陶瓷抗沖擊層、氮化硅陶瓷抗沖擊層或高性能復(fù)合陶瓷抗沖擊 層等。
能量釋放層2 —般采用多孔陶瓷或多槽陶瓷結(jié)構(gòu)，并在多孔陶瓷的孔內(nèi)或 多槽陶瓷的槽內(nèi)填充金屬，用于吸收高沖擊帶來的能量。 一般選用的填充金屬 多為鐵、銅、鋁；能量釋放層遠(yuǎn)離抗沖擊層粗糙面一側(cè)設(shè)有分壓層5，分壓層5所用材料與多孔陶瓷或多槽陶瓷內(nèi)填充的金屬相同， 一般選用的金屬多為鐵、 銅、鋁。
多孔陶瓷可以選擇加工成無序多孔陶瓷，如圖l、圖2所示；也可選擇加工
成有序多孔陶瓷；多槽陶瓷可以選擇加工成有序多槽陶瓷，如圖3、圖4所示， 也可加工成無序多槽陶瓷。
為了進(jìn)一步提高高強(qiáng)抗沖擊裝置的抗沖擊強(qiáng)度和可靠性，還可在能量釋放 層2未與抗沖擊層1接觸的一側(cè)依次增設(shè)減沖層3和支撐板，如圖5所示。
減沖層3 —般采用高分子粘性減沖液32，通過涂覆在支撐板上的高分子彈 性體31作為封裝材料固化后將高分子粘性減沖液32封裝在支撐板與能量釋放 層2之間。
支撐板是另一組相同的能量釋放層2與抗沖擊層1 。 選用多槽陶瓷時(shí)便用加工，造價(jià)低，多用于沖擊能量較小的地方。 本實(shí)用新型工作原理
當(dāng)具有高速運(yùn)動(dòng)攜帶有高能的沖擊物體沖擊抗沖擊層1時(shí)，將會(huì)使其自身 所攜帶的大量能量傳遞給抗沖擊層1表面上的一定區(qū)域，由于抗沖擊層1選用 的是碳化硅、三氧化二鋁、碳化硼或氮化硅等剛性高的陶瓷材料，所以抗沖擊 層l將吸收大部分能量，而剩余能量將傳遞至能量釋放層2，從而被能量釋放層 2進(jìn)行均分吸收。因?yàn)槎嗫滋沾苫蚨嗖厶沾蓛?nèi)填充大量金屬，且填充的金屬是連 接為一體的，這樣，當(dāng)高能沖擊傳遞至多孔陶瓷或多槽陶瓷時(shí)，多孔陶瓷或多 槽陶瓷內(nèi)部的金屬將對(duì)陶瓷整體進(jìn)行牽引，從而使抗沖擊層1各部分均勻吸收 沖擊能量。
為了避免沖擊能量過大，還可以再加設(shè)減沖層3，用于對(duì)能量釋放層2的保 護(hù)和剩余能量的緩沖吸收。
當(dāng)多孔陶瓷在受到?jīng)_擊形變過大可能碎裂時(shí)，剩余的能量將傳遞至減沖層3 進(jìn)行吸收，同時(shí)減沖層3有效緩解了多孔陶瓷或多槽陶瓷的形變壓力，提高了 裝置整體的可靠性。
權(quán)利要求
1、一種高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于包括抗沖擊層，所述抗沖擊層一側(cè)設(shè)有能量釋放層，所述抗沖擊層和能量釋放層的材料相同；所述能量釋放層是多孔陶瓷或多槽陶瓷；所述多孔陶瓷的孔內(nèi)注有金屬；所述多槽陶瓷的槽內(nèi)注有金屬。
2、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述抗沖擊層是 碳化硅陶瓷抗沖擊層、三氧化二鋁陶瓷抗沖擊層、碳化硼陶瓷抗沖擊層、氮化 硅陶瓷抗沖擊層或高性能復(fù)合陶瓷抗沖擊層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求
2所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述能量釋放層 與抗沖擊層直接燒結(jié)加工為一體件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求
2所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述能量釋放層 與抗沖擊層是兩個(gè)不同層；所述抗沖擊層加工完成后將能量釋放層燒結(jié)連接在 抗沖擊層上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求
4所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述抗沖擊層一 側(cè)是光滑面，另一側(cè)是粗糙面；所述能量釋放層設(shè)于抗沖擊層的粗糙面一側(cè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求
1至5任一所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述多 孔陶瓷的孔是均勻分布的孔或無序分布的孔；所述多槽陶瓷的槽是均勻分布的 槽或無序分布的槽；所述能量釋放層遠(yuǎn)離抗沖擊層粗糙面一側(cè)設(shè)有分壓層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求
6所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述多孔陶瓷的 各個(gè)孔之間是連通的；所述多槽陶瓷各個(gè)槽之間是連通的。
8、 根據(jù)權(quán)利要求
7所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述能量釋放層 遠(yuǎn)離抗沖擊層一側(cè)依次設(shè)有減沖層和支撐板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求
8所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述減沖層由設(shè) 于支撐板四周的高分子彈性體和封裝于支撐板上的高粘性高分子減沖液構(gòu)成； 所述減沖層是通過固化后的高分子彈性體封裝于支撐板與能量釋放層之間；所 述支撐板是另一組抗沖擊層和能量釋放層。
10、 根據(jù)權(quán)利要求
9所述的高強(qiáng)抗沖擊裝置，其特征在于所述多孔陶瓷 的孔內(nèi)設(shè)有的金屬是鐵、銅、鋁；所述多槽陶瓷的槽內(nèi)設(shè)有的金屬是鐵、銅、 鋁。
專利摘要
本實(shí)用新型提供一種高強(qiáng)抗沖擊裝置，主要解決現(xiàn)有高強(qiáng)抗沖擊裝置抗沖擊能力差、可靠性低、耗材高的問題。該裝置包括抗沖擊層1、能量釋放層2，還可增設(shè)減沖層3?？箾_擊層1主要由碳化硅抗沖擊層、三氧化二鋁抗沖擊層、碳化硼抗沖擊層或氮化硅抗沖擊層構(gòu)成，能量釋放層主要由多孔陶瓷或多槽陶瓷填充金屬構(gòu)成，填充的金屬在其內(nèi)部連接成一個(gè)整體，減沖層3由灌裝高粘度高分子材料液體的剛性容器構(gòu)成。該高強(qiáng)抗沖擊裝置抗沖擊能力強(qiáng)、可靠性高、耗材少成本低。
文檔編號(hào)F41H5/04GKCN201402101SQ200920033062
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年5月12日
發(fā)明者朱勝利 申請(qǐng)人:朱勝利導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan