ЗАЩИТНЫЙ КОМПОЗИТ

Защитный композит применяется для защиты техники от осколков снарядов, пуль и мин. Защитный композит содержащий сэндвич, включающий в себя, три слоя склеенных между собой, первый и второй слой сэндвича включает в себя, два препрега и уголки алюминиевого сплава, третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана. Первый и второй слои сэндвича включают в себя монолиты, образованные из уголков алюминиевого сплава, расположенные в одной плоскости с рабочей поверхностью защитного композита, уголки алюминиевого сплава замоноличены между собой, двумя препрегами, выполненными с наполнителями, наполнители, отличающийся тем, что содержат корундовые нанотрубки на поверхности волокна в полиэтиленовой нити, толщина первого и второго слоя сэндвича аналогичны - от 10 мм до 50 мм. Процесс получения препрега с наполнителями начинается с металлизации полиэтиленового волокна нанослоем алюминия с последующим окислением алюминия до корунда путем диффузии поверхности алюминия атомами кислорода с последующей химической реакцией до получения корундовых нанотрубок. Корундовые нанотрубки на волокне получают путем обработки некрученого волокна в плазменном реакторе. Покрытие волокна алюминием осуществляется путем осаждения паров алюминия в вакууме в процессе плазменной обработки. Перед началом окисления алюминия до корунда, осуществляют крутку волокна, далее волокно вытягивают на 20%. При окислении алюминия до корунда волокна усаживают на 10%. Это обеспечивает улучшение адгезионных свойств крученого волокна. Повышается равномерность физико-химических свойств покрытия, из нанотрубок корунда. Основной особенностью получаемого результата является анизотропия механических свойств, определяемая ориентацией волокон в матрице в нескольких направлениях, что придает материалу повышенные прочностные свойства. Условием образования однородных слоев нанотрубок корунда является температура конденсации, температура осаждения, парциальное давление газовой среды. Используя конденсацию слабо пересыщенных паров и варьируя температуру, давление и силу тока в плазменном реакторе, можно эффективно управлять технологическим процессом с целью получения различных по структуре слоев нанотрубок корунда на поверхности волокна. Волокна после нанесения на поверхность корундовых нанотрубк, могут быть использованы, в виде полиэтиленовой нити после процесса ткачества, пропитки и покрытия термореактивным полимерным связующем веществом, для изготовления препрега, Препрега пропитаны и покрыты термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния. Армирующим материалом первого и второго слоев является уголки алюминиего сплава. Уголки имеют полку размером от 5 мм до 15 мм и толщину от 1 мм до 5 мм. Уголки расположены вплотную друг к другу открытой стороной к атакующей пуле, мине или осколку снаряда. Уголки замоноличиваются за счет плотной укладки на них и отверждения слоев препрега. Энергопоглощение и связанные с ним свойства препрегов пропитанных и покрытых термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния сконструированы путем добавления нанонаполнителя. Например, при добавлении в эпоксидную смолу твердого углерода (0,2 об. %), ударная вязкость улучшилась более чем на 200%. При добавлении наночастиц повышается жесткость при низком содержании наполнителя (1-2 об. %). Способность жестких наночастиц к рассеиванию энергии при высоких нагрузках зависит от следующих факторов: способности дисперсных частиц к отделению от матрицы и инициированию местного сдвига матрицы вблизи пустот и размера пустот. Таким образом, оптимальный минимальный размер жестких частиц для улучшения полимера должен удовлетворять двум основным требованиям: быть меньше, чем критический размер для разрушения полимера и иметь нарушение адгезии напряжения, которое является незначительным по сравнению с пределом текучести полимерной матрицы. Значительное улучшение ударной прочности препрегов пропитанных или покрытых термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния в том числе достигается и за счет расстояние между наночастицами. Расстояние между наночастицами относится к плотности распределения и среднему размеру частиц. Показывается значительное улучшение вязкости термореактивного полимерного связующего, когда расстояние между частицами становится меньше, чем диаметр частиц фуллерена С60 оксида кремния. Техническим результатом является повышение бронезащитных свойств защитного композита, поглощение кинетической энергии пули, осколка снаряда или мины, изменение направления их движения. Третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана твердостью 60-100 ед. по Шору А. Толщина третьего слоя от 10 до 20 мм. Расположения слоев сэндвича защитного композита следующее. Первый и второй слои сэндвича включают в себя монолиты, образованные из уголков алюминиевого сплава, расположенные в одной плоскости с рабочей поверхностью защитного композита, уголки алюминиевого сплава замоноличены между собой, двумя препрегами, выполненными с наполнителями. Толщина первого и второго слоя сэндвича аналогичны - от 10 мм до 50 мм. Третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана твердостью 60-100 ед. по Шору А. Толщина третьего слоя от 10 до 20 мм. Сэндвич композита формируется путем склеивания первого, второго и третьего слоев сэндвича полимерным клеем. Для модульного наращивания бронезащитных свойств защитный композит может быть изготовлен путем склеивания из нескольких идентичных сэндвичей общий толщиной до 150 мм. Патенты, имеющие сходство с предлагаемым защитным композитом являются. Патент РФ на полезную модель №112385 «Броня противоосколочная корабельная» и патент РФ на полезную модель №111906 «Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков». Общим в этих патентах является использование плазменных технологий и наноматериалов. Отличием является отсутствием в предлагаемом защитном композите слоев керамики и высокопрочного высокомодульного полиэтилена. Наиболее близким к заявляемой полезной модели является «Материал для пулезащитного средства», патент на изобретение РФ №2296941. Материал для пулезащитного средства, включающий не менее двух пакетов, причем пакеты связаны между собой полимерным связующим, каждый пакет представляет собой полимерный композиционный материал, состоящий из слоя арамидного наполнителя, пропитанного полимерным связующим, и слоя угленаполнителя, пропитанного полимерным связующим. Арамидный наполнитель состоит из двух слоев арамидной ткани, между которыми расположен слой арамидного волокна. Угленаполнитель состоит из двух слоев углеродной ткани, между которыми расположен слой углеродного волокна. Недостатком изобретения является то, что компоненты используемых материалов, а именно - арамидного и углеродного, являются дорогими по цене для средств защиты техники и срок гарантийного хранения арамидного волокна не превышает 4 года, что для военной техники не приемлемо. Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен поперечный разрез сэндвича, состоящего из первого - 1, второго - 2, третьего слоев - 3. Поражающий элемент - 4. Заявленное техническое решение защитного композита, как средства защиты техники от поражения пулями, осколками снарядов, минами, является новым, так как вышеизложенная совокупность существенных признаков этого решения, в том числе и в частных случаях, не известна из уровня техники. Оно имеет изобретательский уровень, так как для специалиста явным образом не следует из уровня техники, а также промышленно применимо, так как может использоваться в промышленности для защиты техники. Защитный композит навешивается (прикрепляется) на внешнюю сторону бронированного корпуса техники. При попадании пули, осколка снаряда или мины в защитный композит происходит стачивание, и разрушение головной части поражающего элемента с изменением траектории его движения. При прохождении пулей, миной или осколком снаряда защитного композита происходит рассеивание энергии удара на большую площадь. В случае пробития защитного композита поражающий элемент выходит из него с измененной траекторией движения, рысканьем (нутацией) и поврежденной головной частью. Третий слой сэндвича формирует оптимальную траекторию поражающего элемента для его взаимодействия с броней корпуса техники. Потеря энергии поражающего элемента в трех слоях сэндвича достигает 90%. Предложенная конструкция защитного композита перераспределяет энергию удара поражающего элемента на площадь в десятки раз большую, чем калибр поражающего элемента. Закрепление на поверхности бронированной техники защитного композита увеличивает бронестойкость и снижает общий вес брони техники в 2 раза. Например, при использовании защитного композита в конструкции бронированной техники с уровнем защиты по 3 классу повышается уровень защиты техники до класса 6, ГОСТ Р 50744-95, без значительного увеличении общего веса брони.