DE10106261A1 - Schutzpanzerung - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine Schutzpanzerung zur Anwendung als ballistische Leichtgewichtsschutzpanzerung. DOLLAR A Nach der Konzeption der Erfindung weist die erfindungsgemäße Schutzpanzerung den folgenden Schichtaufbau auf, wobei von außen nach innen angeordnet sind: DOLLAR A È eine harte monolytische keramische Platte, DOLLAR A È eine faserverstärkte keramische Platte, DOLLAR A È Backing-Struktur. DOLLAR A Dabei werden die einzelnen Platten mit Klebern unterschiedlicher Härte verbunden. Auswahl und Anwendung der Kleber erfolgt in der Weise, dass die Kleber je weiter von außen nach innen sie im Schichtaufbau der Panzerung platziert sind, desto weicher und zäher werden. DOLLAR A Die faserverstärkte keramische Platte besteht aus einem textilen Gebilde von C-, SiC-, A1203-Fasern bzw. anderen anorganischen Fasern, die mit einem siliziumorganischen Precursor, z. B. Polycarbosilan, Silazan oder Siloxan, mit oder ohne Zusätzen (z. B. SiC-, SiO2-, C- oder Metallpulver) infiltriert werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzpanzerung insbesondere zur Anwendung als
ballistische Leichtgewichtsschutzpanzerung gemäß den Anforderungen und
Prüfbestimmungen nach DIN EN 1522 und 1523.
Durchschusshemmende (gepanzerte) Fahrzeuge müssen Schutz gegen das Eindringen
von Geschossen bei unterschiedlichen Schusswinkeln bieten.
Aus DE 198 56 597 A1 ist eine Schutzpanzerung bekannt. Die erforderlichen
Formkörper sind aus einem Gewebe, Gewirke, Gestricke oder dergleichen
Faseranordnungen aus Kohlenstoff hergestellt. Diese dreidimensionalen Faserkörper
werden mit einem organischen Harz infiltriert, das anschließend zu Kohlenstoff
pyrolisiert wird. Der als Ausgangsmaterial dienende faserverstärkte Kohlenstoff wird
durch einem Silizierprozeß (Infiltrieren von flüssigem Silizium) in
kohlenstofffaserverstärktes Siliziumkarbid umgewandelt. Durch Einstellung der Menge
an Kohlenstofffasern und Einstellung des Silizierungsgrades soll es möglich sein, die
geschoßkommende Seite des Gebildes härter und die der Backing-Struktur zugewandte
Seite mit höherer Bruchzähigkeit und geringerer Härte herzustellen.
Nachteile des im Patent DE 198 56 597 A1 beschriebenen Materials liegt in der
Herstellungstechnik der faserverstärkten Platte. Durch die Verwendung von
unbeschichteten Langfasern oder gar Kurzfasern in Verbindung mit dem Infiltrieren
durch flüssiges Silizium, was zu reaktiven Veränderungen an den Fasern führen kann,
ist die Bruchzähigkeit des Materials (Bruchdehnung 0,25% bis 0,5%, Bruchdehnung
von Material mit beschichteten Fasern bis 2%) gering. Dadurch kommt es beim
Erstbeschuß bereits zu wesentlich stärkeren Zerstörungen und Abplatzungen der
äußeren Keramik. Bei einem Mehrfachbeschuß verringert sich dadurch die
Schutzwirkung beträchtlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei vereinfachter Herstellung die Schutzwirkung der
Panzerung weiter zu erhöhen.
Bei verbesserter Schutzwirkung sollen die Platten aus beschichteten Fasern etwa mit
der Hälfte oder weniger an Schichtdicke auskommen, wodurch die Strukturen auch
leichter werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst,
die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Nach der Konzeption der Erfindung weist die erfindungsgemäße Schutzpanzerung den
folgenden Schichtaufbau auf, wobei von Außen nach Innen angeordnet sind:
- - eine harte monolytische keramische Platte,
- - eine faserverstärkte keramische Platte,
- - Backing-Struktur.
Dabei werden die einzelnen Platten mit Klebern unterschiedlicher Härte verbunden.
Auswahl und Anwendung der Kleber erfolgt in der Weise, dass die Kleber je weiter
von Außen nach Innen sie im Schichtaufbau der Panzerung platziert sind, desto weicher
und zäher werden.
Die faserverstärkte keramische Platte besteht nicht aus einem siliziuminfiltrierten
faserverstärktem Kohlenstoff, sondern aus einem textilen Gebilde von C-, SiC-, Al2O3-
Fasern bzw. anderen anorganischen Fasern, die mit einem siliziumorganischen
Precursor, z. B. Polycarbosilan, Silazan oder Siloxan, mit oder ohne Zusätzen
(z. B. SiC-, SiO2-, C- oder Metallpulver) infiltriert werden.
Die infiltrierten textilen Gebilde (Flächengebilde eben oder gekrümmt) durchlaufen
anschließend folgende Prozessschritte
- - Laminieren der infiltrierten Gewebelagen zu einer Rohform (Platte, gebogene Form, Rohr, usw.),
- - Trocknen und Härten (Curing) des infiltrierten Precursors zu einem vorkeramischen Netzwerk,
- - Pyrolyse des vorkeramischen Netzwerkes zu einer amorphen, kovalenten Keramik,
- - Wärmebehandlung und Rekristallisation der amorphen, kovalenten Keramik.
Die keramischen Platten bzw. Formen können in beliebiger Dicke hergestellt werden.
Die Dehnung des Materials erreicht Werte bis zu 2%. Härte und Bruchzähigkeit des
Materials ist einstellbar, indem die für die Herstellung der textilen Gebilde erforder
lichen Fasern vor der textilen Verarbeitung beschichtet werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Patentansprüche verwiesen.
Claims (6)
1. Schutzpanzerung zur Anwendung als ballistische Leichtgewichtsschutz
panzerung,
gekennzeichnet durch folgenden Schichtaufbau in der Anordnung von Außen
nach Innen
- - eine harte monolytische keramische Platte,
- - eine faserverstärkte keramische Platte,
- - Backing-Struktur,
2. Schutzpanzerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet dass die faserverstärkte keramische Platte aus
einem textilen Gebilde von C-, SiC-, Al2O3-Fasern und/oder anderen
anorganischen Fasern besteht, wobei die Fasern mit einem siliziumorganischen
Precursor, z. B. Polycarbosilan, Silazan oder Siloxan mit oder ohne Zusätzen,
infiltriert werden.
3. Schutzpanzerung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass als Zusätze SiC-, SiO2-, C- oder Metallpulver
eingesetzt werden können.
4. Schutzpanzerung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die infiltrierten ebenen oder gekrümmten
Flächengebilde anschließend folgende Prozessschritte durchlaufen:
- a) Laminieren der infiltrierten Gewebelagen zu einer Rohform (Platte, gebogene Form, Rohr, usw.),
- b) Trocknen und Härten (Curing) des infiltrierten Precursors zu einem vorkeramischen Netzwerk,
- c) Pyrolyse des vorkeramischen Netzwerkes zu einer amorphen, kovalenten Keramik,
- d) Wärmebehandlung und Rekristallisation der amorphen, kovalenten Keramik.
5. Schutzpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die keramischen Platten bzw. Formen in
beliebiger Dicke hergestellt werden können.
6. Schutzpanzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass Härte und Bruchzähigkeit des eingesetzten
Plattenmaterials einstellbar ist, indem die für die Herstellung der textilen
Gebilde erforderlichen Fasern vor der textilen Verarbeitung beschichtet
werden.
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE102006056209A1 (de) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Schott Ag | Panzermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE102007025894A1 (de) * | 2007-06-01 | 2008-12-04 | Schott Ag | Glaskeramik-Panzermaterial |
| DE102008038699A1 (de) | 2008-08-12 | 2010-02-18 | Eads Deutschland Gmbh | Leichtbaupanzerung |
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2001
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Cited By (5)
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| DE102007025894B4 (de) * | 2007-06-01 | 2009-08-20 | Schott Ag | Glaskeramik-Panzermaterial |
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