具有高侵彻能力的复合材料长杆弹及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述复合材料长杆弹包括次径钨杆、锆基金属玻璃层和多圈钨纤维层；所述锆基金属玻璃层包覆于所述次径钨杆的外部，所述多圈钨纤维层设置于所述锆基金属玻璃层内，所述多圈钨纤维层内外向外依次套设于所述次径钨杆的外部，所述次径钨杆的外缘与最内圈的所述钨纤维层相接触，所述次径钨杆的外缘与最外圈的所述钨纤维层相接触；每圈所述钨纤维层包括多根互相接触且首尾相连的钨纤维。2.根据权利要求1所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述锆基金属玻璃层含有锆基金属玻璃，所述次径钨杆和钨纤维均为圆柱形；沿着所述次径钨杆的径向，所述锆基金属玻璃层的横截面为圆环形；相邻的两圈所述钨纤维层之间相互接触。3.根据权利要求2所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述复合材料长杆弹为均布式长杆弹，所述次径钨杆为第一次径钨杆(3)，所述锆基金属玻璃层为第一锆基金属玻璃层(2)，所述钨纤维层为第一钨纤维层(1)；在所述多圈第一钨纤维层(1)内，所述钨纤维的直径均相同。4.根据权利要求3所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述第一次径钨杆(3)的直径为3
‑
5mm，所述第一锆基金属玻璃层(2)的厚度为3
‑
5mm，所述第一钨纤维层(1)的圈数为6
‑
8圈，所述钨纤维的直径为290
‑
310um。5.根据权利要求4所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述第一钨纤维层(1)的圈数为7圈，所述钨纤维的直径为295
‑
305um。6.根据权利要求2所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述复合材料长杆弹为梯度式长杆弹，所述次径钨杆为第二次径钨杆(6)，所述锆基金属玻璃层为第二锆基金属玻璃层(5)，所述钨纤维层为第二钨纤维层(4)；沿着所述第二次径钨杆(6)的圆心至外缘的方向，每圈所述第二钨纤维层(4)内的所述钨纤维的直径逐渐减小；在同一圈所述钨纤维层中，所述钨纤维的直径相同。7.根据权利要求5所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述第二次径钨杆(6)的直径为3
‑
5mm，所述第二锆基金属玻璃层(5)的厚度为3
‑
5mm，所述第二钨纤维层(4)的圈数为6
‑
8圈，最粗的所述钨纤维的直径为390
‑
410um，最细的所述钨纤维的直径为140
‑
160um。8.根据权利要求6所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述第二钨纤维层(4)的圈数为7圈，沿着所述第二次径钨杆(6)的圆心至外缘的方向，每圈所述第二钨纤维层(4)内的所述钨纤维的直径依次为395
‑
405um、345
‑
355um、295
‑
305um、270
‑
280um、245
‑
255um、195
‑
205um、145
‑
155um。9.根据权利要求1
‑
8中任意一项所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述钨纤维的总体积在所述复合材料长杆弹中的体积分数为75
‑
85％，所述次径钨杆、所述多圈钨纤维层和所述锆基金属玻璃层的重量比为1：2.38
‑
2.44：0.22
‑
0.26。10.根据权利要求1
‑
8中任意一项所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹，其特征在于，所述复合材料长杆弹的长径比为8
‑
12。11.一种如权利要求1
‑
10所述的具有高侵彻能力的复合材料长杆弹的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：1)将钨纤维布置于次径钨杆的外部，将锆基金属玻璃填充于所述钨纤维布和次径钨杆
之间；2)将体系依次进行抽真空、升温、加压、保压保温和冷却。12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述抽真空后体系的真空度为10
‑3—10
‑4mpa；所述升温包括将体系自290
‑
295k升温至800
‑
1300k，优选为1100
‑
1150k；所述加压包括将体系加压至0.5
‑
0.9mpa；所述保压保温的时间为5
‑
15min；所述冷却为随炉冷却。

技术总结
本发明公开了一种具有高侵彻能力的复合材料长杆弹及其制备方法，该复合材料长杆弹包括次径钨杆、锆基金属玻璃层和多圈钨纤维层；所述锆基金属玻璃层包覆于所述次径钨杆的外部，所述多圈钨纤维层设置于所述锆基金属玻璃层内，所述多圈钨纤维层内外向外依次套设于所述次径钨杆的外部，所述次径钨杆的外缘与最内圈的所述钨纤维层相接触，所述次径钨杆的外缘与最外圈的所述钨纤维层相接触；每圈所述钨纤维层包括多根互相接触且首尾相连的钨纤维。该复合材料长杆弹解决现有钨纤维金属玻璃基复合材料在侵彻过程中存在的钨纤维的弯曲变形和金属玻璃基体软化的技术问题。和金属玻璃基体软化的技术问题。和金属玻璃基体软化的技术问题。


技术研发人员：马特 袁武 宋宏伟
受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所
技术研发日：2021.06.28
技术公布日：2021/10/8