本发明涉及防弹，具体涉及一种轻质防弹装置。
背景技术：
1、防弹衣作为军事领域的必需品，在关键时刻可以保护作战人员的生命安全。随着科技水平的提高和武器制造业的飞速发展，枪炮等武器威力不断提高，这对防弹装置提出了新的高要求。
2、现有技术中，有报道一种新型仿生防弹装具，其表层采用陶瓷材料制成，内层采用复合材料制作，整体结构采用高强度环氧树脂粘结。其中，表层陶瓷被设计为柱状双层结构，同时使用金属框架将陶瓷分隔开，以解决单块陶瓷无法抵抗多次击打的问题。同时，框架结构可以消耗弹丸的一部分动能并完全约束陶瓷层，从而避免陶瓷结构过早破碎和碎片飞溅，增强了该装具的防弹性能。但该装置在受到子弹攻击时，无法使得子弹发生偏转，导致表层陶瓷承受子弹的所有动能且陶瓷单体之间的连接处易受到子弹攻击，会降低整体装具的防弹效果。另外，该装具对子弹冲击的缓冲能力较差。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明的目的在于提供一种轻质防弹装置，该装置可以使得子弹发生偏转，有效降低子弹的冲击力，且具有优异的缓冲子弹冲击力的效果。
2、为达到这一目的，本发明采用以下技术方案：
3、本发明提供一种轻质防弹装置，其依次包括陶瓷层、第一增强型聚氯乙烯层、碳纤维层、负泊松比微结构吸能层、第二增强型聚氯乙烯层；
4、所述负泊松比微结构吸能层由多个三维基本单元组成，单个三维基本单元包括中心“十字”体和环绕在所述中心“十字”体四周的“口字”体；
5、所述中心“十字”体和“口字”体均由二维代表性微元胞组成，所述二维代表性微元胞由四个填充有手性微结构单元的多边形相互连接而成，相互连接后二维代表性微元胞的中心形成一个菱形空穴。
6、优选地，所述中心“十字”体包含两个相互垂直交叉的二维代表性微元胞，所述中心“十字”体的两个交叉点位于菱形空穴的短轴上。
7、优选地，所述填充有手性微结构单元的多边形为四边形。
8、优选地，所述二维代表性微元胞在y轴方向上具有镜像结构。
9、优选地，所述手性微结构单元由圆圈和围绕在所述圆圈四周的棱条组成，所述棱条的一端与圆圈相切，另一端与多边形的顶点相连接，所述圆圈位于所述填充有手性微结构单元的多边形的中心。
10、优选地，所述负泊松比微结构吸能层的材质为铝合金、钛合金或镁合金中的任意一种或多种。
11、优选地，所述陶瓷层具有呈阵列排布方式的若干个三维微元胞，单个三维体微元胞由呈正多边形棱台的陶瓷单体和呈半球体的陶瓷单体组成。
12、优选地，所述正多边形棱台的陶瓷单体中正多边形棱台的边数为4～8中的任意整数。
13、所述陶瓷单体由碳化硼、碳化硅或碳化铝中的任意一种或多种组成。
14、优选地，所述若干个三维体微元胞之间具有填充材料，所述填充材料选自酚醛型环氧树脂、双酚a型环氧树脂或水性环氧树脂中的任意一种或多种。
15、优选地，所述第一增强型聚氯乙烯层、第二增强型聚氯乙烯层各自由增强纤维和聚氯乙烯组成。
16、优选地，所述第一增强型聚氯乙烯层由多层组成，层与层中的增强纤维互相呈螺旋梯度角度排布。
17、优选地，所述第二增强型聚氯乙烯层由多层组成，层与层中的增强纤维互相呈螺旋梯度角度排布。
18、所述增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维或芳纶纤维中的任意一种或多种。
19、优选地，所述碳纤维层为复合碳纤维层。
20、优选地，所述复合碳纤维层由碳纤维和环氧树脂组成。
21、优选地，所述陶瓷层、第一增强型聚氯乙烯层、碳纤维层、负泊松比微结构吸能层、第二增强型聚氯乙烯层之间由环氧树脂胶、聚氨酯胶或结构胶中的任意一种或多种粘接。
22、优选地，所述陶瓷层的厚度为6～10mm，第一增强型聚氯乙烯层的厚度为3～6mm，碳纤维层的厚度为4～8mm，负泊松比微结构吸能层的厚度为10～15mm，第二增强型聚氯乙烯层的厚度为3～6mm。
23、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24、本发明提供了一种轻质防弹装置，其依次包括陶瓷层、第一增强型聚氯乙烯层、碳纤维层、负泊松比微结构吸能层、第二增强型聚氯乙烯层。本发明利用仿生学原理，基于自然界中獾牙牙釉质和牙本质的特点，设计了“表层硬、内层软”的轻质防弹装置。该装置的外层由陶瓷层和第一增强型聚氯乙烯层组成，其中，陶瓷层和第一增强型聚氯乙烯层首先和子弹接触，以其高强度和高硬度的特性使子弹迅速钝化；内层由负泊松比微结构吸能层和碳纤维层组成。碳纤维层具有极高的韧性，负泊松比微结构吸能层具有“压缩-收缩”的负泊松比效应，能够有效阻挡子弹的前进和改变其运动方向，降低子弹的冲击速度，还具备隔震、吸能的特性，碳纤维层和负泊松比微结构吸能层的特性使内层能缓释外层传递下来的应力，消耗子弹的剩余动能。第二层聚氯乙烯层作为背层，将负泊松比微结构吸能层和人体隔离开，提高穿戴者的舒适性，同时第二层聚氯乙烯层使负泊松比微结构吸能层粘结得更牢固，提高防弹装置的耐久性和稳定性。通过内层、外层以及背层相互配合，使本发明所设计的防弹装置具有良好的防弹、隔震的性能。
1.一种轻质防弹装置，其特征在于，其依次包括陶瓷层、第一增强型聚氯乙烯层、碳纤维层、负泊松比微结构吸能层、第二增强型聚氯乙烯层；
2.根据权利要求1所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述中心“十字”体包含两个相互垂直交叉的二维代表性微元胞，所述中心“十字”体的两个交叉点位于菱形空穴的短轴上；
3.根据权利要求1或2所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述负泊松比微结构吸能层的材质为铝合金、钛合金或镁合金中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述陶瓷层具有呈阵列排布方式的若干个三维微元胞，单个三维体微元胞由呈正多边形棱台的陶瓷单体和呈半球体的陶瓷单体组成。
5.根据权利要求4所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述正多边形棱台的陶瓷单体中正多边形棱台的边数为4～8中的任意整数；
6.根据权利要求4所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述若干个三维体微元胞之间具有填充材料，所述填充材料选自酚醛型环氧树脂、双酚a型环氧树脂或水性环氧树脂中的任意一种或多种。
7.根据权利要求1所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述第一增强型聚氯乙烯层、第二增强型聚氯乙烯层各自由增强纤维和聚氯乙烯组成；
8.根据权利要求1所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述碳纤维层为复合碳纤维层；
9.根据权利要求1所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述陶瓷层、第一增强型聚氯乙烯层、碳纤维层、负泊松比微结构吸能层、第二增强型聚氯乙烯层之间由环氧树脂胶、聚氨酯胶或结构胶中的任意一种或多种粘接。
10.根据权利要求1所述的轻质防弹装置，其特征在于，所述陶瓷层的厚度为6～10mm，第一增强型聚氯乙烯层的厚度为3～6mm，碳纤维层的厚度为4～8mm，负泊松比微结构吸能层的厚度为10～15mm，第二增强型聚氯乙烯层的厚度为3～6mm。
