剪切硬化凝胶芯

冲击波压力显著下降

基于微尺度软硬界面结构的剪切硬化凝胶，用作Kevlar织物芯材，显著提升冲击波衰减和抗冲击性能。

Ma, Dong · 王成 · 徐文龙 · Jia, Shiyu · Fangfang, Qi

Journal of Materials Research and Technology 2023

参数信息

储能模量提升

2 orders

技术优势

模量提升百倍

凝胶的储能模量随剪切频率增加约两个数量级，使其能有效耗散或存储冲击能量。

冲击压力大降

填充凝胶后，冲击波峰值压力和正冲量明显下降，表明防护性能显著增强。

防止纤维抽拔

凝胶的存在改变了应力传播路径，避免了Kevlar织物在冲击下的抽拔现象。

滤除高频能量

小波分解分析表明，防护材料过滤了高频能量，进一步削弱冲击破坏。

应用场景

• 防弹衣：用于防弹衣夹层，利用剪切硬化耗散高速冲击能量，防止纤维抽拔，提升防护等级。
• 航空航天防护：可用于航空航天器防护结构，衰减冲击波高频能量，保护关键部件免受碎片撞击。
• 冲击防护：作为柔性抗冲击材料，可集成于防护服或装备中，降低冲击波峰值压力和正冲量。