军用新材料技术及其应用

新 材 料 技 术 在 军事 上 的用 途 十 分 广 泛 ，用 于 武 器装 备 可 使 其 升 级换 代 ， 性 能大 大 提 高 。 代 火 炮 的 口径 不 断增 大 。 为 了 提 高 炮 弹 的速 度 ， 人 们 已 经 利 用 高 技 术 材 料 研 制 了 电磁 炮 和 电 热 炮 。此 外 ，轻 型 结 构材 料 对 火炮 的机 动 性 也 具 有
５ 的速 度 递 增 ，正 向高 功 能 化 、超 高 能 化 、复合 ％
轻 量 和 智 能 化 的方 向 发 展 。
３ ％，而 功 率 则 提 高 ３ ％，节 约燃 料 ５ ％。 ０ ０ ０
高分子材料 高分子材料又称高分子化合物或
高 分子 聚 合 物 ，是 由单体 聚 合 而 成 的 分 子 量 较 高 的 化合 物 ，其 分 子 量 高 达几 千 几 百 万 。塑 料 、 合 成橡 胶 、合 成 纤 维 是 当今 三大 有 机 合 成 高 分 子 材
功能材料 功能材料是指利用 声、 光、 磁、 电、
热 、化 、生 化 等 效应 ， 能把 能 量 从 一 种 形 式转 变
一
１ ８一国防技术基础
２ ０ 年第 ５ ０２ 期
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先 进 设 计 与麓 遗技 术
成 另一 种 形 式 的材 料 。 功 能材 料 品 种很 多 ，如 电 子 计 算 机 的 记 忆 元 件 、 激 光 器 的 工 作 物 质 红 宝 石 、 声纳 振 荡 器 的 压 电陶 瓷 ，以及 超 导材 料 、光 学 塑料 、 热 电材 料 、光 敏 材 料 、反 激 光材 料 、 防
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先 进 设 计 与 制 造 技 术
营园国
焦方金
新 材 料 技 术是 介 于 基 础 科 技 与 应用 科 技 之 间 材 料 中 ，人 们 已 经研 制 出氮 化 硅 高 温 结 构 陶 瓷 ， 的 应 用 性 基 础技 术 。用 于 军 事 领 域 的军 用 新 材 料 这 种材 料 不 仅 克 服 了 陶瓷 致命 的 脆 弱 性 ，而 且具 技 术 是 发 展 高技 术武 器 的物 质 基 础 。 目前 ，世 界 有 很 强 的韧 性 、 塑 性 、 磨 性 和 抗 冲 击 能 力 ， 可 耐 与 范 围 内的军 用 新材 料 技 术 已有 上 万 种 ，并 以每 年 普 通 热 燃 气 轮 机 相 比 ， 陶 瓷 热机 的 重 量 可 减 轻
决 定意 义 ，如 美 国 １ ５ ｍｍ 榴 弹 炮 ，在 采 用 轻 型 ５ 新材 料后 仅 重 ７ ３ ｋ １ ６ ｇ，比德 、法 、意 三 国联 合 研 制 的 ＦＨ ７ ０和 以色 列 的 Ｍ ７１ 同 口径 火 炮 要 轻 式
碳 铝 复 合材 料 制 造 卫 星 的 波 导 管 ，不 仅 满 足 了轴 向 钢 度 、低 膨 胀 系 数 和 导 电性 能 等 方 面 的 要 求 ，
高级复合材料 复合材 料是指两种 以上不 同 料 。 高 分子 化 合 材 料 在 武 器装 备 中大 量 使 用 ，例
性质 或不 同结 构 物 质 组 合而 成 的 材 料 ，通 常 由 基 如 ：可 以 代替 高 强 度 合 金 用于 军 用 飞 机 ，可 大 大 体材 料 和增 强 剂 构 成 。如 碳 纤 维 复 合 材 料 ，它是 减 轻 其 重 量 ，同 时 ，高 分 子材 料 也 广 泛 用 于 粘 结
辐 射 与 电子 材 料 ，等 等 。 星 、火 箭 重 量 的 主 要 因素 是 其 推 进 系 统 。 为 了减 轻 重 量 并 增大 推 力 ，通 常 采 取 两种 方 法 ：一 是 要
靠 高 性 能 的 推 进 剂 ；二 是 要 采用 轻 型 壳 体 和 各 种 轻 型 结 构 ，以 及 耐 高 温材 料 。 战 略 导弹 和 卫 星 的 重 量 每 减 轻 １ｋ ｇ ， 运 载 它 们 的 火 箭 就 可 减 轻 ５０ ｇ ０ ｋ 。因此 ，导弹 弹 体 和 卫 星 都 要 使 用 重 量 轻 、 刚度 好 、耐 高 温 、弹 性 强 的 新 型 复合 材 料 。 美 国 将 火箭 发 动 机 金 属 壳 体 改 用 石 墨 纤维 复 合 材 料 后 其 重 量 减轻 了 ３ ｔ 并 大 大 降 低 了 研 制 成本 。 用 ８， 而
一
种质 轻 、 强度 高 的 复 合材 料 ，主 要 以聚 丙 烯 腈 兵 器 部 件 ，尤其 是 非 金 属 比例较 大 的 火箭 导 弹 部 为原 料 ，也 可 用 人 造 丝 、石 油 沥 青 或 煤 沥 青 为原 件 。 料 ，具 有 强度 高 、刚 度 高 、耐 疲 劳 、重 量 轻 等 优
飞 机 的 重 量 减 轻 了 ２ ％ 、Ｆ一１ ７ ８战 斗 机 减 轻 了
１ ％。 ０
非晶态材料 非晶态材料是指用人工方法将晶 点 。 采 用这 种材 料 后 ，美 国的 ＡＶ－８ Ｂ垂 直 起 降 体 材 料 加 工 成具 有 特 殊 功 能 的 非 晶态 物 质 。非 晶
态 材 料 主 要 包 括 非 晶 态 金 属 和 非 晶 态 陶 瓷 氧 化
物 。非 晶态 金 属 的特 点 是 ：强 度 比 相 应 晶体 材 料
电阻率 高 ，耐 磨 性好 ， 热膨 胀 系 数 小 。非 晶态 陶

先进陶瓷材料 先进 陶瓷材料是 当前世 界上 高 １ ０倍 ，抗 腐蚀 性 好 ，韧 性 大 ， 电磁 性 能 优 良 ，
发 展 最 快 的 高技 术 材 料 ，它 已经 由 单相 陶瓷 发 展 纳 米 级 陶 瓷 复合 材 料 。先 进 陶瓷 材 料 主要 有 功 能 陶瓷 材 料 和 结 构 陶瓷 材 料 两 大 类 。 其 中 ，在 结 构 到 多 相 复 合 陶瓷 ，由微 米 级 陶 瓷 复 合材 料 发 展 到 瓷 的主 要 优点 是 具 有 耐 超 高 温 性 能 。