军事国防用纤维
碳纤维综述
PAN基碳纤维摘要:聚丙烯晴基碳纤维是一种力学性能优异的新材料，具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
本文简要介绍了其结构，制备方法，性能，应用领域及其前景。
关键词：PAN基碳纤维碳纤维结构 PAN基碳纤维制备 PAN基碳纤维性能PAN基碳纤维应用前景航天军事体育用品1.碳纤维结构碳纤维属于聚合的碳，它是由有机物经固相反应转化为三维碳化合物，碳化历程不同，形成的产物结构也不同。
碳纤维和石墨纤维在强度和弹性模量上有很大差别，这主要是由于其结构不同，碳纤维是由小的乱层石墨晶体所组成的多晶体，含碳量约75%~95%；石墨纤维的结构与石墨相似，含碳量可达98%~99%，杂志少。
碳纤维的含碳量与制造纤维过程中碳化和石墨化过程有关。
2.PAN基碳纤维的制备从原料丙烯晴到聚丙烯晴基碳纤维的制备过程中可以看出四个关键步骤：PAN的聚合，原丝的制备，原丝的预氧化以及预氧化丝的炭化和石墨化。
2.1 PAN的聚合由于PAN分子结构的特性，纯聚体PAN不适宜作为碳纤维前驱体。
工业生产中，往往采用共聚PAN来制备PAN原丝。
引入共聚单体可以起到如下作用：减少聚合物原液中凝胶的产生；增加聚合物的溶解性和可纺性；降低原丝环化温度及变宽放热峰。
但也可能带来一些负作用：降低原丝的结构规整性和结晶度；增加大分子链结构的不均匀性；引入更多的无机和有机杂质等。
2.2 原丝的制备PAN在熔点（317°C）以下就开始分解，因此形成纤维主要通过湿法或干湿法进行纺丝。
干湿法纺丝由于将挤出膨化与表皮凝固进行了隔离，纤维的成形机理有所改变，因此湿法纺丝凝固过程中皮层破裂或径向大孔及表皮褶皱等现象基本消失，干湿法纺丝的原丝表面及内部的缺陷减少、致密性提高。
干湿法纺丝还具有高倍的喷丝头拉伸（3~10mm的空气层是有效拉伸区），纺丝速度高（为湿法纺丝的5~10倍），容易得到高强度、高取向度的纤维等特点，从而保证了碳纤维有足够的强度，是当前碳纤维原丝生产的发展方向。
军事、国防和航天航空用纺织品
4、单兵装具
5、 军工装备和武器用纺织品
• 军事装备中, 如帐篷、 战术掩蔽所、刚性墙 ( rigidw all)、油布、车 罩和炮衣、装备用带、 睡袋、伪装网、充气 船、救生筏、可携带 式软油箱、燃油箱、 降落伞和其他空投器 材等, 都需用很多纺织 产品。
地面军事目标伪装
军工装备和武器用纺织品
• 美国海军陆战队装备了一种新型多用途单 只野营系统, 该系统包括帐篷和睡袋两部分, 帐篷由轻质防水透气阻燃织物制成, 除作帐 篷外还可以作野战大衣、夹克、雨衣、被 子、防水盖布、担架兜布等; 睡袋由多个装 有长纤维隔热材料的尼龙袋组成, 保暖性好, 还可作防寒大衣、防寒夹克使用, 伪装效果 也很好。
纺织复合材料的应用
• 在航天应用方面, 各种导弹、火箭、人造卫星和航 天飞机等都大量采用纤维复合材料, 如火箭发动机 外壳、喷嘴、防护罩和级间结构、操纵面以及导 航机构等部件。 前苏联的赛格反坦克导弹使用的材料为玻璃纤维 增强酚醛塑料; 美国的陶式反坦克导弹、法国的 霍特反坦克导弹分别用玻璃纤维增强环氧树 脂和芳纶增强环氧树脂制造; 我国研制开发的新一 代步兵轻型反坦克火箭筒使用玻璃纤维复合材料 制成, 不仅武器质量大大减轻, 而且可有效击穿披 挂反应装甲的北约重型三层靶。
1、现代战争高技术化的发展, 使军队的装 备水平不断提高, 对军用纺织品的性能提出 了更高的要求, 由此也促进了新技术、新材 料在纺织产业上的应用。 • 我们有理由相信, 随着科 学技术的日新月异,各种 新型纺织材料及复合材 料的不断问世, 未来的军 用纺织品将会在功能性、 防护性、复合性、智能 性等方面更上一个台阶。
6、纺织复合材料的应用
• 飞机机身结构和内部 部件(如架空行李仓、 侧壁、天花板、地板、 走道、洗手间、间壁 隔板、货仓衬板等)通 常采用纺织复合材料 制造, 这可大大减轻重 量。
目前我国军用碳纤维唯一定点生产企业是中钢吉炭全资子公司吉林神舟碳纤维公司
目前我国军用碳纤维唯一定点生产企业是中钢吉炭全资子公司吉林神舟碳纤维公司，是目前国内最大的炭纤维科研和生产基地，拥有雄厚的科技力量和较高的科研水平。
经过多年的拼搏和努力，公司的炭纤维产品突破了西方国家的重重封锁，具有了完全的自主知识产权，是列入国家“十五计划和”863“计划的重点项目和课题，公司生产的炭纤维制品，已经达到了同类产品的国际水平，目前已应用于返回式飞船的面板、小翼、升降副翼和机身舱门，航天飞机的热防护系统等。
嘉兴中宝碳纤维有限责任公司是国内三大碳纤维制品巨头之一，拥有产能300万平方米碳纤维预浸料生产线，其预浸布销售毛利率在40%以上。
大元股份是其控股股东。
代码名称流通股本600146 大元股份 20000.00000928 中钢吉炭 28289.69002297 博云新材600094 华源股份嘉兴中宝碳纤维*ST吉碳何为碳纤维碳纤维——新材料之王碳纤维是由一种含碳量在95%以上的新型纤维材料，它是用一些含碳的有机纤维，如腈纶丝、沥青及粘胶纤维等做原料，跟塑料树脂结合在一起，放在惰性气体中，经碳化而成的新型纤维材料。
由于碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点(具体比较见表1)，可以称之为新材料之王，因此可以广泛应用于飞机制造等军工领域、风力发电叶片等工业领域、GOLF球棒等体育休闲领域。
中钢吉炭（000928）：民用碳纤维业务是公司未来主要看点之一腹有诗书气自华1）公司全资子公司神舟碳纤维有限责任公司生产军用碳纤维，是国防科工委唯一一家制定采购企业，用于我国神舟飞船系列等军事国防产品。
但每年用量仅10 吨碳纤维（规格为1K-2K 的高端产品），目前售价已经提高到一公斤3300 元，毛利率在35%左右。
2）目前我国碳纤维主要依靠进口（从日本），价格仍然较高，大范围应用推广还需时日，但国内政策支持进口替代，鼓励企业发展民用碳纤维生产。
目前国内较少企业掌握核心技术，且产品质量不稳定，生产成本较高。
高强高模聚乙烯纤维及其在航空航天上的应用(final)
高强高模聚乙烯纤维及其在航空航天领域的应用初探驻胶带股份军事代表室廖振魁张勃驻三七二厂军事代表室龙立军摘要：高强高模聚乙烯纤维是新兴的高分子纤维，与碳纤维、芳伦并列为三大高性能纤维，其性能优异，已在广泛应用于民用领域，而在军用特别是航空航天上应用较少。
对此，本文该纤维进行介绍，并简要分析如何在航空航天领域应用。
关键词：聚乙烯纤维航空航天应用初探高强高模聚乙烯纤维(也称为超高分子量聚乙烯纤维，英文Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，简称UHMWPE)，是上世纪80年代初研制成功的高性能有机纤维，它是当今世界三大高科技纤维（碳纤维、芳伦、高强高模聚乙烯纤维）之一，是一种具有高度取向直链结构的纤维。
UHMWPE纤维具有很高的轴向比拉伸强度和刚度，比强度在所有纤维材料中是最高的一种，比模量仅次于高模量碳纤维；能量吸收性能在所有纤维中是最高的，耐低温、耐紫外光性能极佳。
优异的性能，使其被广泛应用于机械、运输、造船、农业、化工、建筑、矿业及体育运动器械等民用领域，相比之下我国在军事领域特别是航空、航天反而应用较少，这与UHMWPE纤维具备的性能不相称。
具有高强、高模、质轻等优良的物理性能的UHMWPE纤维尤其适合在航空、航天等尖端技术领域应用，可应用于运载火箭和导弹、各类航天器、空间站、人造卫星、宇航服、喷气客机、战斗机和直升机等航空航天领域，本文对UHMWPE纤维进行介绍，并简要分析如何在航空航天领域应用。
一）高强高模聚乙烯纤维的发展史及前景1、高强高模聚乙烯纤维的发展史UHMWPE纤维的原材料是高分子量线性聚乙烯，制造高强高模聚乙烯纤维的基础研究始于上世纪70年代Leeds大学的Capaccio 和Ward，他们研制了分子量为十万左右的聚乙烯。
而后Pennings、Smith、Lemstra等相继研制凝胶纺丝——超倍热拉伸技术，荷兰DSM公司对此进行更深入的研究，使用了几百万分子量的聚乙烯材料，纤维性能大大提高，1979年申请了专利，1984年DSM公司推出纤维商品名为Dyneema SK-60产品。
国防军事用纺织品
1.1 防弹服及防弹头盔
• 用纺织纤维材料制作防弹服, 具有重量轻、 可设 计性强以及可以实现大面积防护等特点目前用得 最广泛的防弹材料以芳纶、超高分子量聚乙烯纤 维和液晶聚合物基材纤维 (包括 PBO纤维)为主。 • 芳纶1414是由刚性长分子构成的液晶态聚合物， 由于其分子链沿长度方向高度取向，并且具有极 强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、 高模量和耐高温特性、耐酸耐碱、重量轻等优良 性能。
• 目前,美国一家公司采用多层织物复合加工法,研制
出一种红外伪装效果较好的伪装服。它以表面涂 银的多孔性尼龙网为基布,在基布上粘连具有高低
不同发射率的尼龙布条, 且相邻布条间具有不同的
发射率。采用这种设计方法,可以有效地实现热红
外伪装。
此外,将一些纳米微粒添加到服装材料的制造 中形成纳米纤维, 可使服装在不同的环境中对背景
美军B-1B轰炸机
谢谢观赏
• PBO纤维冲击最大载荷和能量吸收远远高于芳纶和
碳纤维, 因此可用以制作防弹头盔、 防弹衣、 战斗机机身等。此外,利用 PBO纤维卓越的耐热、
阻燃、 耐剪、 耐磨等特性, 可用其制造进人火
海作业的防火服、 防火鞋等,还可制作耐热劳防
服、 耐热手套、 耐热毡、 特种传送带、 防割
防刺手套、 光缆保护外套等。
• 功能的含纳米粉体的纤维用于军服。
2
军工装备和武器用纺织品
• 军事装备中, 如帐篷、 战术掩蔽所、 刚性墙、 油
布、 车罩和炮衣、 装备用带、 睡袋、 伪装网、
充气船、 救生筏、 可携带式软油箱、 燃油箱、
降落伞和其他空投器材等,都需用很多纺织产品。 这些纺织品同样也体现了军用纺织品的信息化、 高科技化、 多功能化的发展趋势。
尼龙和锦纶的区别
尼龙和锦纶的区别尼龙和锦纶的区别是叫法不同，二者是同一物质，只是不同国家的称呼不同而已。
尼龙和锦纶是同一种物质，都是指聚酰胺纤维，是由酰胺键连接起来的一类合成纤维，在我国称之为锦纶，而美国称之为尼龙，在俄罗斯称之为卡普隆，德国称之为贝伦，日本称之为阿米纶等，有着耐磨、弹性好、防风特性。
尼龙[nílóng]，一种合成纤维。
尼龙是美国杰出的科学家卡罗瑟斯（Carothers）及其领导下的一个科研小组研制出来的，是世界上出现的第一种合成纤维，尼龙是聚酰胺纤维（锦纶）的一种说法。
尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个非常重要里程碑。
结构：聚酰胺俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。
其中脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。
分子结构：常用的锦纶纤维可分为两大类。
一类是由二胺和二酸缩聚而得的聚二酸二胺，其长链分子的化学结构式为：H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH这类锦纶的相对分子量一般为17000-23000。
根据所用二元胺和二元酸的碳原子数不同，可以得到不同的锦纶产品，并可通过加在锦纶后的数字区别，其中前一数字是二元胺的碳原子数，后一数字是二元酸的碳原子数。
例如锦纶66，说明它是由己二胺和己二酸缩聚制得；锦纶610，说明它是由己二胺和癸二酸制得。
另一类是由内酰胺缩聚或开环聚合得到的，其长链分子的化学结构式为：H-[NH(CH2)xCO]-OH根据其单元结构所含碳原子数目，可得到不同品种的命名。
例如锦纶6，说明它是由含6个碳原子的己内酰胺开环聚合而得。
锦纶6、锦纶66及其他脂肪族锦纶都由带有酰胺键（-NHCO-）的线型大分子组成。
锦纶分子中有-CO-、-NH-基团，可以在分子间或分子内形成氢键结合，也可以与其他分子相结合，所以锦纶吸湿能力较好，并且能够形成较好的结晶结构。
芳纶概述
芳纶概论一，简述凯芙拉，英文原名KEVLAR，也译作克维拉。
是美国杜邦（DuPont）公司研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名，材料原名叫“聚对苯二甲酰对苯二胺”,化学式的重复单位为-[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-接在苯环上的胺基团为对位结构（间位结构为另一项商标名为Nomex的产品，俗称防火纤维）在上世纪60年代，美国杜邦公司研制出一种新型芳纶纤维复合材料----芳纶1414，此芳纶复合材料在1972年正式实现商品化并为该产品注册商标为Kevlar。
型号分为K29，K49，K49AP等。
由于这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一(Kevlar密度为每立方厘米1.44克,钢铁密度为每立方厘米7.859克),而受到人们的重视。
由于凯夫拉品牌产品材料坚韧耐磨、刚柔相济，具有刀枪不入的特殊本领。
在军事上被称之为"装甲卫士 "。
二，应用反坦克武器的出现，又促使人们改进坦克、装甲车的装甲性能。
通常要提高坦克、装甲车的防护性能，就要增加金属装甲的厚度，这样势必影响它的灵活机动性能。
"凯夫拉"材料的出现使这个问题迎刃而解，坦克、装甲车的防护性能提高到了一个崭新的阶段。
与玻璃钢相比，在相同的防护情况下，用"凯夫拉" 材料时重量可以减少一半，并且"凯夫拉"层压薄板的韧性是钢的3倍，经得起反复撞击。
"凯夫拉"薄板与钢装甲结合使用更是威力无比。
如果采用"钢枣芳纶枣钢"型复合装甲，能防穿甲厚度为700毫米的反坦克导弹，还可防中子弹。
目前，“凯夫拉”层压薄板与钢、铝板的复合装甲，不仅已广泛应用于坦克、装甲车，而且用于核动力航空母舰及导弹驱逐舰，使上述兵器的防护性能及机动性能均大为改观。
"凯夫拉"与碳化硼等陶瓷的复合材料是制造直升飞机驾驶舱和驾驶座的理想材料。
纤维增强复合材料
纤维增强复合材料在工程结构中的应用一、FRP材料简介：纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer／plastic，简称FRP) 是由纤维材料与基体材料按一定定工艺复合形成的高性能新型材。
初期主要应用于航空、航天、国防等高科技领域，广泛应用于航天飞机、军舰、潜艇等军事装备上。
20世纪下半叶，随着FRP材料制造成本的降低，又因其轻质、高强、耐腐蚀等优点，成为土木工程的一种新型结构材料。
目前，在土木工程中应用的FRP材料主要有碳纤维增强复合材料(cFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)和芳纶纤维增强复合材料(AFRP)三种。
近年来，PBO纤维和玄武岩纤维也开始应用于土建工程中，并取得了良好的效果。
目前，FRP材料在我国土木工程中应用最多的是用于结构加固补强。
FRP加固修复技术的研究和应用已在我国逐渐展开，且正在以高速度发展。
在新建工程结构中，FRP结构和FRP组合结构的应用也日益受到工程界的重视。
FRP材料在土木工程中的应用和研究已成为了一个新的热点。
二、FRP材料的优点：1、有很高的比强度，即通常所说的轻质高强，因此采用FRP材料可减轻结构自重。
在桥梁工程中，使用FRP结构或FRP组合结构作为上部结构可使桥梁的极限跨度大大增加。
理论上，用传统结构材料桥梁的极限跨度在5000 m以内，而上部结构使用FRP结构可达8000 m以上，有学者已经对主跨长达5000 m的FRP悬索桥进行了方案设计和结构分析E8]。
在建筑工程中，采用FRP材料的大跨空间结构体系的理论极限跨度要比传统材料结构大2～3倍，因此，FRP结构和FRP组合结构是获得超大跨度的重要途径。
在抗震结构中，FRP 材料的应用可以减轻结构自重，减小地震作用。
另外，FRP材料的应用也能使结构的耐疲劳性能显著提高。
2、有良好耐腐蚀性，FRP可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，这是传统结构材料难以比拟的。
在美国每年因钢材腐蚀造成的工程结构损失高达700亿美元，近1／6的桥梁因钢筋锈蚀而严重损坏；加拿大用于修复因老化损坏的工程结构的费用达490亿加元；我国目前因钢材锈蚀而造成的损失也在逐年增加。
芳纶——精选推荐
芳纶芳纶简介芳纶全称为'聚苯⼆甲酰苯⼆胺',英⽂为Aramid fiber（帝⼈芳纶的商品名为 Twaron 杜邦公司的商品名为Kevlar），是⼀种新型⾼科技合成纤维，具有超⾼强度、⾼模量和耐⾼温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，⽽重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。
它具有良好的绝缘性和抗⽼化性能，具有很长的⽣命周期。
芳纶的发现，被认为是材料界⼀个⾮常重要的历史进程。
⽣产背景⾃从⽯棉被公认为是⼀种强致癌物质以来，世界许多发达国家已开始禁⽤⽯棉及其制品。
美国、⽇本等国先后研制成功各种系列的⾮⽯棉垫⽚材料，产品现已推向全世界市场。
随着与国际⼤环境的不断接轨。
⾮⽯棉密封材料正为国内各⼯业部门认可和接收。
出于环保和安全⽣产的考虑，⾮⽯棉垫⽚的⼯业应⽤将会越来越⼴。
通常将以⾮⽯棉纤维为增强材料、以橡胶为弹性基体的密封垫⽚称为⾮⽯棉纤维橡胶垫⽚，或称为⽆⽯棉垫⽚、代⽯棉垫⽚。
其主要增强材料为代⽯棉纤维、⽆机纤维、碳/⽯墨纤维等。
发展现状芳纶纤维诞⽣于20 世纪60 年代末，最初作为宇宙开发材料和重要的战略物资⽽鲜为⼈知。
冷战结束后，芳纶作为⾼技术含量的纤维材料⼤量⽤于民⽤领域，才逐渐露为⼈所知。
芳纶的全称是“芳⾹族聚酰胺纤维”，是⼀类新型的特种⽤途合成纤维。
芳纶中最具实⽤价值的品种有两个：⼀是分⼦链排列呈锯齿状的间位芳纶纤维，我国称之为芳纶1313；⼀是分⼦链排列呈直线状的对位芳纶纤维，我国称之为芳纶1414。
从全球来看，全球间位芳纶（1313）产能3.2 万吨，供需基本平衡。
在国内供求关系⽅⾯，我国间位芳纶需求约10000 吨，⽽国内总产能为8600 吨，产能明显不⾜。
作为国内间位芳纶市场的主导者，泰和新材占据了60%以上的市场份额，⽑利率基本稳定在35%以上。
全球对位芳纶产能约6.5 万吨，2011 年全球对位芳纶需求量在53000 吨左右。
军事国防用纺织品.ppt
4.2军工武器类
纺织复合材料广泛用于军工装备和军工构件,例 如玻璃钢具有良好的抗磁、 隔音、 电绝缘性能和不 反射雷达波等特点, 特别适合军事装备, 广泛用于扫 雷艇和巡逻艇等。碳纤维和芳纶增强复合材料具有 高的比强度, 可替代钢材和铝材等金属制作军工构件, 如战斗机和装甲车等。
3.4 隔热涂料
通过在目标表面形成连续的、具有一定强度的 涂层来调节表面的热平衡温度，满足隔热、保 温要求。
军用目标内部通常具有热源，采取恰当的隔热 措施，通过增加表面的总热阻来降低表面温度， 提高红外伪装效果。
4 军工装备武器用
单兵用装具等 战机，装甲车等4.1 军事装备 军事装备中, 如帐篷、 车 罩和炮衣、 装备用带、 燃油箱、 降落伞和其他 空投器材等,都需用很多 纺织产品。
2.2.4 生物纤维
生物工程在防护服中的应用也是很有潜力 的。
美国正在研究一种由多种聚合物组成的防护服材 料, 由于置入了可销毁病原体的生物物质结构单元, 因 而具有自动解毒的功能; 法国已研制成功一种可以灭菌 的生物纤维, 可制成生物酶防毒服, 它将是防毒服技术 上的重大进展。
2.3其他作战服
军用服装:通装、特装
作用： 以前：抵御风、 雪、雨、 严寒、 酷暑等恶劣天气的影响； 现在：美观、 防寒御冷、 调温、 调湿、 调气；防火、 防弹、 防侦视、 伪装性能以及最大限度地抵御常规战争及核、 生物和 化学战争危险。
军用服装分类
防弹服 &防弹
1 头盔
生化防 护服
2
其他作 战服
3
2.1防弹服
着力于作战服的信息化、 智能化和多功能化改造。
军事和国防用纺织品
3、动态光学伪装
1. 是通过与导电离分子机连接的可见光探测 器获得电信号而实现色光转换的，其最终 目的是开发士兵伪装服的标准系统。 当士兵从一背景移动到另一种背景时，动 态光学伪装技术能够迅速适应新的环境， 不断改变服装的颜色，与周围环境想匹配。
2.
防护面具
飞机机身结构 和内部部件(如 架空行李仓、 侧壁、天花板、 地板、走道、 洗手间、间壁 隔板、货仓衬 板等)通常采用 纺织复合材料 制造, 这可大 大减轻重量
c)
d)
e)
美国默克公司已研制成功热敏 变色作战服，它是在一定质料 的黑色纺织物上，印染上能在 几个温度区间(如寒带、温带、 热带)改变颜色的液晶微胶囊而 成。 战场上穿着热敏液晶变色服装 的士兵与自然环境浑然一体， 即使无任何遮产业用纺织品蔽， 敌人目视也难以辨别。又由于 这种服装能隔断士兵体热的散 发，从而使红外侦测手段失灵。
复合材料在直升机中的应用
通过加工准确实现， 保证旋翼具有最 佳气动外形，提 高了旋翼的工作 性能；易于制造 复杂外形和可以 一次成形大型整 体构件，从而减 少了大量连接件 和制造工作量。
• 碳纤维在先进复合材料装甲车体系中 ，一般作为 外部复合材料使用，具有潜在减轻车重而提高耐 久性的作用 采用复合材料制造坦克车体、炮塔，以提高其机 动性 采用复合材料，以满足坦克隐形的要求 采用三维织物复合材料，提高坦克的防护能力 反应装甲中的高效吸能材料与灵敏装甲中使用的 高分子材料，填补受攻击后装甲的缺陷。
军事和国防用纺织品
高分0942 耿凤洁
军事用纺织品
军用作战服装、防弹服、 红外伪装服、生化防护 服、武器装备用纺织品、 纺织复合材料等 军用纺织品的未来发展 方向在于强调环境保护、 纤维的多元化使用、突 出战场防护的功能性,向 舒适健康和智能化发展。
高性能纤维在军事上的应用
M040114115 肖XX
目录
一 高性能纤维的介绍
二 芳纶纤维在军事上的应用
三 碳纤维在军事上的应用 四 导电纤维在军事上的应用
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一 高性能纤维的介绍
高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途， 或具有特殊功能的化学纤维，一般指强度大于17.6 cN/dtex，弹性模量在440 cN/dtex以上的纤维。
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美国第四代战斗机F22采用了约为24%的碳纤维复合材 料，从而使该战斗机具有超高音速巡航、超视距作战、高 机动性和隐身等特性。
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美国波音推出新一代高速宽体客机的音速巡洋舰，约 60%的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成， 其中包括机翼。
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二 芳纶纤维在军事上的应用
芳纶具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量
轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能。广泛应用于 复合材料、防弹制品、特种防护服装等领域。
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目前制作防弹头盔的主要材料是超高分子量聚乙烯纤 维,芳族聚酰胺(Kevlar) 两种材质，超高分子量聚乙烯纤维质 头盔更加轻便。
Page 12含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维 的新型纤维材料。质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁， 并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面 都是重要材料。
碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武 器装备必不可少的战略基础材料。使用碳纤维材料可以大 幅降低结构重量，因而可显著提高燃料效率。
高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、 抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维等。
芳纶纤维介绍
芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramid fiber（杜邦公司的商品名为Kevlar），是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。
它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。
芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程。
芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。
在海湾战争中，美、法飞机大量使用了芳纶复合材料。
除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
在航空、航天方面，芳纶由于质量轻而强度高，节省了大量的动力燃料，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。
除此之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多新的民用空间。
据报道，目前，芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7～8%，航空航天材料、体育用材料大约占40%；轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右，还有高强绳索等方面大约占13%。
芳纶主要分为两种，对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA），自20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发出芳纶纤维并率先产业化后，在30多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程，价格也降低了将近一半。
现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。
在芳纶纤维生产领域，对位芳酰胺纤维发展最快，产能主要集中在日本和美国、欧洲。
如美国杜邦的Kevlar纤维，荷兰阿克苏诺贝尔（Akzo Nobel）公司（已与帝人合并）的Twaron纤维，日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Terlon纤维等。
军事防护服装中的新型纤维应用分析
军事防护服装中的新型纤维应用分析作者：徐奇金阵山于俊来源：《卷宗》2017年第22期摘要：军事防护作为确保国防安全和人民群众安全保障的必要支持系统，其防护服装的设计，需要在满足抵御气候变化的同时，实现对防护人员的个人日常生活防护和抵御外力袭击防护。
基于新型纤维应用分析的纺织科技的发展，是顺应时代对军事防护服装材料要求的需求体现、。
本文就新型纤维应用于军事防护服装领域的性能和作用进行分析，以为军事防护服装应用该新型材料，充分实现防护服装的职能。
关键词：军事；防护服装；新型纤维；应用分析随着我国军事事业的发展和军事改革的深入，全球范围内对军事防护措施的增加，军事装备配套设施的改革力度也在进一步加大。
军事防护服装作为基础配置的研究，对应对瞬息万变的国际国内形势，为维护世界和平与安全，具有重要的贡献价值。
新型纤维技术的应用，是继世界经济危机影响下，高性能纤维生产厂家依靠技术创新提高生产效率、降低成本和开发新品种的体现。
军事防护作为确保国防安全和人民群众安全保障的必要支持系统，其防护服装的设计，需要在满足抵御气候变化的同时，实现对防护人员的个人日常生活防护和抵御外力袭击防护。
1 军事服装在军事领域中的应用纺织军工作为产业用纺织品的一部分，应用新型纤维材料，实现对军事服装制作从模仿到创新的路径选择。
在以此为根据的军工配科研生产制造体系，对军事服装诸多领域内生产出具有高要求的作战能力分析，对实现纺织品行业的责任研究具有重要的责任体现。
防护装备的研制和开发是国防部门对成员管理人性化的体现，也是提高他们防护意识和理念的体现，越来越多的军事服装，对抵御恶劣天气、调节体温、增强安全防护等级和对抗战争危险和意外伤害的体现，也是确保士兵伤害最小化的体现。
战场防护服装和通用服装，对军事领域内确保士兵安全提供了基础条件和必要的岗位功能作用。
特种纺织品作为军事服装设计需求的功能性作用，正在被广泛施用。
军事防护服装是伊拉克战带来的警示，也是以材料和服装设计来促进服装整体性能提高的体现，部队的作战能力和展士兵的生存能力，都需要依靠纺织技艺的提高来获得综合全面的发展。
军事、国防、航空航天用纤维制品
(4)使用简单而有效。 (5)最长的系统使用寿命。
(6)最小的设计风险和最小的成本。
其中宇航服的工作可靠性和工作压力值是保证宇航员安 全、有效地完成舱内外作业的最重要的参数，它们在许
多方面决定着宇航服的结构选择及其使用性能。
二、降落伞
降落伞是由质轻、高强、弹性好、耐摩擦的纺织材料制 成的一种伞状气动减速装置，其常规功能是利用气动阻 力使下降物体稳定减速并安全着陆，特殊情况下，也用 于将某物体稳定地固定于指定的某一空域。
(七)代偿抗荷服 战斗机在高空低压环境中飞行时，高空飞行密闭服可通 过代偿抗荷提供人体生存必需的压力、氧气及适宜的温 度环境，起到对压力骤变的应急防护作用。但由于飞行 服为密闭式，时间一长就会产生人体难以适应的热应激 效应，从而缩短飞行员和飞机的滞空时问甚至危及飞行 员的安全。
目前比较先进的代偿抗荷服是一种由俄罗斯研制并装备 在第三代战斗机上的BKK一15K型代偿一抗荷一通风一体 化防护服。
渍活性炭，进一步强化它的作用。
(四)防核服 防核服主要是防御核爆炸瞬间高强热辐射和由此引起的 火焰危害。 由瞬间热辐射造成的危害与人体的遮护物如服装或建筑 物的性质(特别是厚度)有关，即使服装厚度增加不很明 显，也会在灼伤的程度上产生较大的差异。穿着紧身服 装会造成烧伤，而穿着宽松的服装则相对好些。
防化与防生化的关键是寻找安全、有效、经济的有害物
质吸附剂和滤料，孔容积活性炭是目前用途较广的高效
吸附剂。 它的主要特点是具有多分散性的孔洞，使得活性炭具有 较大的比表面积、孔容积和良好的吸附与过滤效果。 但活性炭并不是对任何有害物质都有较好的滤除效果，
因此还可以活性炭为主体，浸以不同的化学药剂制成浸
高强高模聚乙烯纤维性能和用途方案
高强高模聚乙烯纤维性能和用途（一）性能介绍UHMWPE纤维特殊的结构特征决定了它具有许多良好的优异的性能。
一般而言,高强高模聚乙烯纤维本身具有三种形状:即单丝、复丝和带子,形状规格不同其物理性能差异较大。
UHMWPE纤维具有很高的轴向比拉伸强度和模量，而且能量吸收性能比芳纶优越，并且也弥补了高性能的碳纤维、碳化硅纤维等断裂应变小的弱点。
同时它还具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、介电常数低、电磁波透射率高、摩擦系数低及突出的抗冲击、抗切割等优异性能。
它是目前强度最高的纤维之一，比强度能达到优质钢的15 倍，模量也很高，仅次于特种碳纤维。
断裂伸长率较其它特种纤维高，断裂功很大。
UHMWPE 纤维性能指标：回潮无沸水收缩率＜1％，熔点135～145℃，导热率（沿纤维轴向）20w/m k ，热膨胀系数－12×106/k21，介电常数（22℃，10GHhz）2.25，介电强度900kv/cm 。
（1）优良的力学性能高强高模聚乙烯纤维的密度为0.97g/cm3，只有芳香族聚酰胺纤维（芳纶）的2/3、高模碳纤维的1/2，而轴向拉伸性能很高。
Spectra1000纤维的比拉伸强度时现是高性能纤维中最高的，比拉伸模量比高模量碳纤维低，但比芳香族聚酰胺纤维高得多。
如果再考虑比重的话，它是一种非常独特的纤维，在保持良好性能同时，还能省重量。
高强高模PE纤维的理论值可达320km,约为芳纶的二倍。
由于复合材料的拉伸强度是由纤维控制的，因此高强高模聚乙烯纤维单向增强复合材料的纵向拉伸性能也很好。
几种高性能纤维的性能比较表见表1—5。
图1—12是各种纤维的应力—应变曲线，从图上可以看到，强度在2.734~3.5N/tex 范围内，高强高模聚乙烯纤维的断裂伸长率为3%~5%，相对于碳纤维、玻璃纤维和芳香族聚酰胺纤维来说，拉断该纤维所花费的能量是最大的。
图1—13对几种纤维的比强度、比模量进行了比较。
从图中可以看出，高强高模聚乙烯纤维的比强度、比模量明显高于其他纤维，在相同质量的材料中，强度最高。
芳纶纸用途
芳纶纸用途
芳纶纸用途如下：
1、军事上的应用
对位芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。
在海湾战争中，美、法飞机大量使用了芳纶复合材料。
2、芳纶纸作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。
在航空、航天方面，芳纶由于质量轻而强度高，节省了大量的动力燃料，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。
3、芳纶纸用于防弹衣、头盔等约占7～8％，航空航天材料、体育用材料大约占40％；轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20％左右，还有高强绳索等方面大约占13％。
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2.红外伪装服
采用红外伪装涂料对伪装服表面进行涂层加 工是生产红外伪装服的主要途径之一。为提高伪 装服的红外伪装效果，国外通常对红外伪装材料 进行复合加工和进行特殊的服装设计。
目前，美国一家公司 采用多层织物复合加工法， 研制出一种红外伪装效果 较好的伪装服。它以表面 涂银的多孔性尼龙网为基 布，在基布上粘连具有高 低不同发射率的尼龙布条， 且相邻布条间具有不同的 发射率，采用这种设计方 法，可以有效地实现热红 外伪装。
保暖性好, 还可作防寒大衣、防寒夹克使用, 伪装 效果也织复合材料广泛用于军工装备和军工构件, 例如玻璃钢具有良好的抗磁、隔音、电绝缘性能 和不反射雷达波等特点, 特别适合军事装备, 广泛 用于扫雷艇和巡逻艇等。碳纤维和芳纶增强复合 材料具有高的比强度, 可替代钢材和铝材等金属制 作军工构件, 如战斗机和装甲车等。 在航天应用方面, 各种导弹、火箭、人造卫星 和航天飞机等都大量采用纤维复合材料, 如火箭发 动机外壳、喷嘴、防护罩和级间结构、操纵面以
3.生化防护服
现代战争中, 各 种新型火炮和化学、 核、生物等大规模杀 伤性武器的威胁已经 远远超过普通兵器,因 此, 生化防护服就成 为单兵装备中的必备 服装。
生化防护服的常用材 料 有活性炭体系、纳 米材料、复合材料、 生物纤维等。如美国 军队在空勤人员制服 中把微孔半渗透膜和 含活性炭泡沫材料结 合使用, 作战地生化 防护。
二、武器装备用纺织品 军事装备中, 如帐篷、战术掩蔽所、刚性墙、油 布、车罩和炮衣、装备用带、睡袋、伪装网、充气船、 救生筏、可携带式软油箱、燃油箱、降落伞和其他空 投器材等, 都需用很多纺织产品。这些纺织品同样也 体现了军用纺织品的信息化、高科技化、多功能化的 发展趋势。 最近, 美国海军陆战队装备了一种新型多用途单 只野营系统, 该系统包括帐篷和睡袋两部分, 帐篷由 轻质防水透气阻燃织物制成, 除作帐篷外还可以作野 战大衣、夹克、雨衣、被子、防水盖布、担架兜布 等；睡袋由多个装有长纤维隔热材料的尼龙袋组成
军事国防用纤维
前言
在产业用纺织品中，军事用纺织品是仅次于钢 铁材料的第二大军需装备品，是保证战斗力的基础。 军用服装是军用纺织品的重要组成部分，包括 通装和特装，另外还有一些装备，像卫生急救用品， 如纱布、绷带、三角巾、担架布；枪械用纺织品， 如炮衣、弹药袋、擦枪炮揩布炸弹遮盖布；运输用 纺织品，如车篷、直升飞机避尘罩；单兵防护装具， 如救生衣、防弹背心、防弹头盔、避雷靴、降落伞、 背包、装备用带和背带、登山用绳索等都是与纺织 密不可分的。
以及导航机构等部件。
近年来纤维复合材料已成功用于现代装甲 车辆上。采用复合材料装甲不但能减轻重量、 降低成本, 而且可增加战斗负荷,提高战场生存 能力。
主要介绍： 军用作战服装
武器装备用纺织品
纺织复合材料在军事上的应用
一、军用作战服装
以前，军用作战服装主要是为士兵抵御风、雨、 雪、严寒、酷暑等恶劣天气的影响，现在的作战服 除了具有美观、防寒御冷、调温、调湿、调气等特 点，以保证人员在各种气候条件下作战以外，还要 具有防火、防弹、防侦视、伪装性能以及最大限度 地抵御常规战争及 核、生物和化学战争危险的性 能。 军用作战服装种类很多，常见的有防弹 服、红外伪装服、生化防护服、防刺服等。 1.防弹服及防弹头盔 防弹衣是能够有效地防护各种弹道发射 物的防护服装，目前是军队不可缺少的防护用品。
用纺织纤维材料 制作防弹服，具有质 量轻、可设计性强以 及可以实现大面积防 护等特点，因而应用 广泛。 目前用的最广泛 的防弹材料以芳纶、 超高分子量聚乙烯纤 维和液晶聚合物基材 纤维（包括BPO纤维） 为主。
对位芳纶因其优良的防火耐热、高强高模特 性，在防护领域的用量呈逐年上升的趋势。芳纶 材料可以使背心重量轻、体积小而同事显著改进 防护性能，芳纶防弹背心已取代尼龙防弹背心； 芳纶制作的头盔已取代老式的罐形钢盔。
目前, 大多数的防护服防护功能较强, 但是体积 大、厚、重成为难以克服的缺点。一些纳米微粒具 有很强的吸附能力, 将其添加到生化防护服的材料 中, 将会提高吸附和催化分解能力, 并且减轻重量。
纤维复合材料是生化防护服的重要的发展向。 据报道, 美国伊利诺伊大学发明了一种碳纤维, 有 高强韧性, 同时有很强劲的吸附能力, 能过滤有毒 的气体和有害的生物, 可用于制造防毒衣、面罩、 手套和防护性服装等; 美国海岸警卫系统开发出的 一种全封闭的防化学剂套装由含氟聚合物/芳族聚 酰胺复合材料制成, 用于防御化学剂泄露场 所。