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随着反恐战争全球化和人们防护意识的增强，个体防护产品得到了快速的发展。目前国内外关于个体防护产品的研究时间最久，防弹机理相对成熟，但大部分是关于单一结构、单一种类高性能纤维增强树脂防弹材料的防弹性能及其影响因素的研究。事实上，通过多种材料的组合以及结构的变化，可使防弹复合材料的防弹性能进一步提高，本文提出了“多相功能梯度复合材料”的概念，它是一种可设计的非匀质材料，由两种或者两种以上异质、异形、异性的材料复合而成，材料的性能呈现出梯度变化，可以使各种材料的优点互补，从而使复合材料呈现出优异的综合性能。这为提高防弹复合材料的综合防弹性能提供了一种解决方法。
本文以碳纤维、高强玻璃纤维和超高分子量聚乙烯纤维材料为原料，以防弹机理、能量吸收机理、应力波理论、以及混杂技术为依据，分别制备了碳纤维防弹板、高强玻璃纤维防弹板、超高分子量聚乙烯纤维防弹板、碳纤维/高强玻璃混杂纤维防弹板和多相层状功能梯度防弹板，利用弹道冲击试验测试了各种防弹板的V50值，探讨了成型工艺参数、混杂结构、混杂比等对防弹复合材料防弹性能的影响。主要研究结论如下:
通过对复合材料进行弹道冲击试验，得到了不同材料组成、不同结构的复合材料的V50值，纯碳纤维防弹板以及纯高强玻璃纤维防弹板的V50值为240m/s左右;碳纤维/高强玻璃混杂纤维防弹板的V50值为260m/s左右;超高分子量聚乙烯纤维防弹板的V50值为650m/s左右;多相层状功能梯度复合防弹板的V50值为640m/s左右。
通过对各种防弹材料V50值对比分析得知:防弹板的防弹性能受原料种类和组合结构影响较大，成型工艺参数对其防弹性能影响不大。较佳的混杂结构为:层内混杂结构+层间混杂结构;较佳的混杂比为0.4左右。在此工艺参数、混杂结构以及混杂比的条件下制备的复合材料厚度减小了1 mm左右，平均凹陷尺寸为24.35mm，比普通防弹材料的平均凹陷尺寸约减小了1mm。研究结果表明多相层状功能梯度防弹复合材料具有较好的综合防弹性能。