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《哈尔滨工业大学》 2011年
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软体防刺复合材料设计与性能研究

刘玉龙  
【摘要】:由于世界各地战争和冲突从未中断,恐怖事件连绵不绝,导致军备工业得到快速发展,人们也越来越多地重视人体装甲防刺复合材料的研究和开发;尤其是在近些年来,各国研究人员都在积极地研发新型软体防刺复合材料,相应人力物力的投入也日益增多;但目前国内研究还处于起步阶段,因此本课题的研究具有一定的社会价值、经济价值和学术意义。 在前期大量阅读文献和实验的基础上,本课题首先从防刺复合材料树脂基体的选择入手,对软体防刺复合材料体系用树脂基体进行了研究和选择,同时通过动态穿刺、撕裂强力、单束拔脱力及材料表面和断口形貌分析等实验方法,研究了不同树脂基体(Surlyn、PU)对防刺材料防刺性能的影响,结果表明:Surlyn树脂模在力学性能和防刺性能方面都是非常优异的。 其次,本课题对软体防刺复合材料体系用增强纤维进行了研究和选择,同样采用上述实验方法,研究了不同增强纤维(如Kevlar、UHMWPE)对防刺材料防刺性能的影响,结果表明:在力学性能和防刺性能方面,Kevlar都是一种比较适合的防刺增强材料。 再者,本课题考核了不同面密度Kevlar对防刺材料防刺性能的影响,将面密度分别为185 g/m~2和205 g/m~2的Kevlar与同种Surlyn树脂模复合,考察其防刺性能及力学性能,结果表明:面密度205 g/m~2的Kevlar与Surlyn树脂模复合后得到的复合材料在力学性能和防刺性能方面比较优异。 然后,本课题通过在纤维织物上添加SiO_2纳米粒子,同样采用了上述实验方法,研究了其对防刺性能的影响,结果表明:在力学性能和防刺性能方面,喷涂质量分数为5%的SiO_2纳米粒子,防刺性能有所提高。 最后,初步探讨了防刺机理,在传统防刺材料中加入适量的纳米粒子,由于纳米粒子本身具有非常优异的强度和韧性,能够有效地吸收冲击波形式的能量,在很大程度上提升了纳米混杂防刺服的防刺性能,喷涂纳米粒子,它会分布在纤维束内侧和纤维的表面,能够有效地约束纤维的移动,而且能够在周围相邻纤维丝束之间起到冲击力的传递作用。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB332

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