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军用新材料技术
8军用新材料技术
高性能武器装备的发展,离不开新材料的支撑,所以各国都把军用新材料的研究开发置于重要地位。军用新材料技术,是指用于制造各种先进军事装备的高性能材料或新兴材料的研制与应用技术。目前,信息技术、材料技术、能源技术已成为现代高技术的三大支柱。而新材料技术又是其他高技术发展的物质基础和重要依托。加速发展军用新材料技术是国防军用发展的前提,同时国防军用新材料技术的需求,对军用材料技术又提出了新的发展方向,在不断满足国防新技术需求和不断产生国防新技术需求的前提下,国防军用新材料与新技术协调发展、同步前进,成为保持军事领先的重要前提。
(1)军用新材料技术的分类
按新材料的用途,可分为信息材料、新能源材料以及在特殊条件下使用的结构材料和功能材料。其中,信息材料是指用于信息获取、处理、传输、贮存等方面而开发的新型材料,如半导体材料、敏感材料、光导纤维材料和信息记录材料等。新能源材料是指为开发新能源而研制出的新材料,如光电转换材料、超导材料、高密度储氢材料、高温结构陶瓷材料等。
结构材料和功能材料,是指在特殊情况下使用的高负载、超高温、超低温等特殊材料。前者主要是利用材料的力学性能(如刚度、强度、塑性、韧性等)发挥作用,如铝合金、超高强度钢和先进高温合金、金属问化合物;功能材料则主要是利用材料的物理性质和化学性质(如光、声、电及化学特性等)发挥作用,如光电功能材料、阻尼减震材料、隐身材料等。
(2)军用新材料技术的应用
目前,在军事领域应用的新型材料,主要包括高温材料、功能材料和复合材料等。高温材料应用范围十分广泛,主要用于制造汽车、坦克、军舰、飞机、导弹的发动机,以及航天飞机、宇宙飞船等表面需要的材料。功能材料在研制隐形武器装备方面发挥着巨大作用,隐身材料有毫米波结构吸波材料、毫米波橡胶吸波材料和多功能吸波涂料等,它们不仅能够降低毫米波雷达和毫米波制导系统的发现、跟踪和命中的概率,而且能够兼容可见光、近红外伪装和中远红外热迷彩的效果。比如反雷达隐形材料可以大幅度吸收或衰减雷达波信号,既可以涂敷在飞行器表面上,也可作为飞行器的结构材料,好的吸波材料可以吸收99%以上雷达波能量。
复合材料在提高现代武器平台的整体性能方面正发挥着巨大作用,其应用部位已由次承力部件发展到主承力部件。用高性能纤维及其纺织物增强不同基体所制成的高级复合材料,因其强度大,相对密度小,不仅可以大大降低装备自身的信号特征,而且还具备良好的气动性能,在航空、航天武器装备中有着十分广泛的应用前景,先进的复合材料具有高强度、高模量、耐烧蚀、抗侵蚀、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隐身、抗高速撞击等一系列优点,是国防工业发展中最重要的一类工程材料。例如碳纤维复合材料,它是一种质轻、强度高的复合材料,主要以聚丙烯腈为原料,也可用人造丝、石油沥青或煤沥青为原料,具有强度高、刚度高、耐疲劳、重量轻等优点。采用这种材料后,美国的AV - 8B垂直起降飞机的重量减轻了27%、F -1 8战斗机减轻了10%。上述各种新材料对于提高武器装备的性能、延长使用寿命、扩大作战使用范围起着重要作用。
(3)军用新材料技术的发展趋势
1.技术发展方向
军用新材料正向高功能化、超高功能化、复合轻量和智能化的方向发展。随着军事工业对高强度、低密度材料需求的日益迫切,钛合金的产业化进程显著加快。在国外,先进飞机上钛材重量已达到飞机结构总重的30%~35%。我国在“九五”期间,为满足航空、航天、舰艇等部门需要,把钛合金作为新材料的发展重点之一. “十五”期间将成为我国钛合金新材料、新工艺的高速发展时期。军事高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料.在这种条件下。军用复合材料应运而生。2l世纪复合材料的发展方向是低成本、高性能、多功能和智能化。
随着未来战争突发性的急剧增火,各种探测手段越来越先进。为适应现代战争的需要,隐身技术在军事领域占有十分重要的地位。纳米材料对雷达波的吸收率较高,从而为兵器隐身技术的发展提供了物质基础。
2.军民融合方向军用新材料技术的研究和发展,也给民用材料的发展和选择开辟了广阔的前景,军用技术民用化,寓军于民是各国的战略发展方向,同时军用技术,特别是材料技术的发展对民用产品,特别是关系国计民生的大型民用产品,如民航飞机、船舶、车辆、电子光学等具有极其深远的意义。实现从军用材料技术研究的高投入成果,到民用技术的转型利用。