本實(shí)用新型涉及爆炸容器應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

爆炸容器是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行爆轟研究的關(guān)鍵設(shè)備，而X光照相是目前診斷容器內(nèi)爆轟動作過程的最有效手段。通常地，外部X光通過穿透容器上單獨(dú)設(shè)計(jì)的照相窗口實(shí)現(xiàn)對容器內(nèi)實(shí)驗(yàn)過程的拍照功能。因此，照相窗口除了需保證其光學(xué)穿透性，即在光路方向滿足低面密度的要求之外，還需抵御容器內(nèi)產(chǎn)生的高速破片群和空氣沖擊波聯(lián)合作用。

目前，美國、英國的容器照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)均采用輕金屬/陶瓷的疊層復(fù)合體,即通過前端較厚的輕金屬層實(shí)現(xiàn)空氣沖擊波的防護(hù)，再通過后端的陶瓷層實(shí)現(xiàn)高速破片的防護(hù)。需要指出的是，陶瓷因其較高的硬度被廣泛認(rèn)為是防護(hù)高速破片的理想材料，但因其缺乏足夠的韌性使其在空氣沖擊波防護(hù)上劣勢明顯；而對于空氣沖擊波防護(hù)，三明治夾芯板被認(rèn)為是目前最優(yōu)良的材料，其通過內(nèi)部高韌性芯體的大范圍潰縮實(shí)現(xiàn)吸能防護(hù)(其比能量吸收效率遠(yuǎn)高于輕金屬材料)，但其較低的硬度又極大限制了其對高速破片侵徹的防護(hù)，這也使得其目前沒有應(yīng)用于照相窗口防護(hù)領(lǐng)域。因此，如果將輕質(zhì)的陶瓷和三明治夾芯板進(jìn)行優(yōu)化組合，使其分別發(fā)揮在高速破片和空氣沖擊波防護(hù)上的巨大優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對高速破片和空氣沖擊波作用的聯(lián)合防護(hù)，將極大提高照相窗口的防護(hù)能力，同時(shí)降低窗口面秘密，大力提升X光照相質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[要解決的技術(shù)問題]

本實(shí)用新型的目的是解決上述技術(shù)問題，提供一種爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)。該爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)合理的結(jié)合了輕質(zhì)的陶瓷和三明治夾芯板，并對輕質(zhì)的陶瓷和三明治夾芯板進(jìn)行了改進(jìn)，以使該爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)在降低照相窗口面密度的同時(shí)還能極大提升其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)X光照相質(zhì)量的提高。

[技術(shù)方案]

為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：

一種爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)，它包括前端的抗破片侵徹組件和后端的抗空氣沖擊波組件兩部分，所述抗破片侵徹組件和抗空氣沖擊波組件之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)換層；所述抗破片侵徹組件為鋁殼體包裹陶瓷的疊層復(fù)合體；所述抗空氣沖擊波組件為三明治夾芯板；所述轉(zhuǎn)換層是由石墨烯材料制備而成。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述鋁殼體包裹陶瓷的疊層復(fù)合體中包裹的陶瓷為氧化鋁陶瓷、碳化硼陶瓷或碳化硅陶瓷。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述三明治夾芯板為波紋夾芯板或蜂窩夾芯板。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述抗破片侵徹組件的厚度＞抗空氣沖擊波組件的厚度＞轉(zhuǎn)換層的厚度。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)整體為圓柱體、正方體或長方體。

本實(shí)用新型的爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)，其主要包括前端的抗破片侵徹組件和后端的抗空氣沖擊波組件兩部分，兩部分之間設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)換層，能將破片對前端組件的點(diǎn)作用轉(zhuǎn)化為對后端組件的面作用，從而充分利用各組件的吸能優(yōu)勢。

所述抗破片侵徹組件和抗空氣沖擊波組件之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)換層，該轉(zhuǎn)換層使抗破片侵徹組件和抗空氣沖擊波組件聯(lián)合作用，實(shí)現(xiàn)照相窗口的防護(hù)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果：

與現(xiàn)有X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)即輕金屬/陶瓷的疊層復(fù)合體相比，本實(shí)用新型的窗口防護(hù)系統(tǒng)除了前端鋁殼體包裹陶瓷的破片防護(hù)組件外，還引入了目前對空氣沖擊波防護(hù)最為有效的三明治夾芯板作為后端組件，并且通過石墨烯轉(zhuǎn)換層將高速破片對前端組件的點(diǎn)作用轉(zhuǎn)換為對三明治夾芯板的面作用，充分利用各組分的吸能優(yōu)勢。一方面，該結(jié)構(gòu)中所用材料均具有低密度、高強(qiáng)度的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)照相光路面密度的降低；另一方面，結(jié)構(gòu)前端的陶瓷能實(shí)現(xiàn)對破片的有效防御，而后端的三明治夾芯板增加了結(jié)構(gòu)整體的韌性，能通過其芯體的整體潰縮實(shí)現(xiàn)對空氣沖擊波的防御；此外，中間的石墨烯轉(zhuǎn)換層能快速將破片對結(jié)構(gòu)的點(diǎn)作用轉(zhuǎn)換為面作用，提升結(jié)構(gòu)整體的吸能效率。因此，本實(shí)用新型的爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)在降低照相窗口面密度的同時(shí)還能極大提升其防護(hù)能力，為X光照相質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)的切面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述和說明。

實(shí)施例：

一種如圖1所示的爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)，它包括前端的抗破片侵徹組件1和后端的抗空氣沖擊波組件3兩部分，所述抗破片侵徹組件和抗空氣沖擊波組件之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)換層2；所述抗破片侵徹組件為鋁殼體包裹陶瓷的疊層復(fù)合體；所述抗空氣沖擊波組件為三明治夾芯板；所述轉(zhuǎn)換層是由石墨烯材料制備而成。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述鋁殼體包裹陶瓷的疊層復(fù)合體中包裹的陶瓷4為氧化鋁陶瓷、碳化硼陶瓷或碳化硅陶瓷。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述三明治夾芯板為波紋夾芯板或蜂窩夾芯板。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述抗破片侵徹組件的厚度＞抗空氣沖擊波組件的厚度＞轉(zhuǎn)換層的厚度。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述爆炸容器X光照相窗口防護(hù)結(jié)構(gòu)整體為圓柱體、正方體或長方體。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)通過低密度的前端破片防護(hù)組件和后端沖擊波防護(hù)組件聯(lián)合工作，實(shí)現(xiàn)照相窗口防護(hù)。對于作用于防護(hù)結(jié)構(gòu)的高速破片，其將首先接觸前端的硬質(zhì)陶瓷，陶瓷在自身碎裂的同時(shí)也能使破片鈍化、碎裂；同時(shí)，外層的鋁殼使得這些碎片不能四處飛散，而是整體作用于中間的石墨烯轉(zhuǎn)換層，石墨烯層顯著的橫觀各向同性特征使得局部的應(yīng)力波以極快的速度傳遞到整個(gè)石墨烯面層。最后實(shí)現(xiàn)對三明治夾芯板的整體壓縮，從而最大限度發(fā)揮結(jié)構(gòu)的吸能能力。計(jì)算表明，石墨烯層的面內(nèi)應(yīng)力波傳播速度高達(dá)22km/s。對于作用于防護(hù)結(jié)構(gòu)的空氣沖擊波，由于后端的三明治夾芯板是整個(gè)結(jié)構(gòu)中韌性最高的部分，因此空氣沖擊波將整體壓縮夾芯板，通過其潰縮吸收沖擊能量。

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)吸能特點(diǎn)為：(1)高速破片能首先接觸到硬質(zhì)陶瓷，使其碎裂、鈍化，以降低其破壞能力；(2)在使破片鈍化碎裂的過程中，陶瓷自身的大范圍碎裂能吸收較大部分能量；(3)陶瓷整體被包括在鋁殼內(nèi)，碎裂后不能四處飛散，碎片間的快速相互摩擦也能帶走部分能量；(4)石墨烯轉(zhuǎn)換層將破片侵徹的點(diǎn)作用轉(zhuǎn)換為對后端夾芯板的面作用，從而降低作用力；(5)三明治夾芯板的大范圍潰縮能吸收較大部分能量。

盡管這里參照本實(shí)用新型的解釋性實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。