军工行业深度研究报告:军工材料专题之复合材料
复合材料在军工方面的应用
复合材料在军工方面的应用复合材料在军工方面的应用随着科技的不断发展,军工领域对新材料的需求也越来越高。
复合材料作为一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料,正逐渐在军工领域得到广泛应用。
它的轻量化、高强度、耐热性和抗腐蚀性等特点,使其成为军事装备的理想选择。
首先,复合材料在军用飞机中的应用已经相当普遍。
由于其轻质高强的特性,可以有效减轻飞机的重量,提高飞行性能。
同时,复合材料还具有良好的抗腐蚀性能,使得飞机在恶劣的环境条件下能够更长时间地保持良好的飞行状态。
此外,复合材料还具有良好的隐身性能,可以减少雷达的探测距离,提高飞机的隐蔽性。
其次,复合材料在坦克和装甲车辆中的应用也十分广泛。
由于复合材料具有优异的抗冲击性能和高强度特性,可以有效提高坦克和装甲车辆的防护能力。
相比传统的金属材料,复合材料更轻,可以减轻装甲车辆的总重量,提高其机动性和速度。
此外,复合材料还具有良好的防腐蚀性能,使得装甲车辆能够在恶劣的环境条件下长时间保持良好的使用状态。
此外,复合材料在军事舰船中的应用也日益增多。
舰船在海上环境中需要具备良好的抗腐蚀性能和耐磨性能,而传统的金属材料容易受到海水的侵蚀和磨损。
而复合材料具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,能够有效延长舰船的使用寿命。
同时,复合材料还具有良好的隐身性能,可以减少舰船的雷达反射面积,提高其隐蔽性。
此外,复合材料还可以应用于军事装备的制造中。
例如,复合材料可以用于制造弹头和导弹的外壳,提高其强度和穿透性能。
复合材料还可以用于制造军用装备的外壳,提高其防护性和便携性。
同时,复合材料还可以用于制造军用无人机的机身和翼面,提高其飞行性能和隐身性能。
总之,复合材料在军工领域的应用前景广阔。
其轻量化、高强度、耐热性和抗腐蚀性等特点,使其成为军事装备的理想选择。
随着科技的不断发展,相信复合材料在军工领域的应用将会得到进一步的推广和发展。
复合材料在军事上的应用
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树脂基复合材料成型的突出优势是良好的成形工艺性,比强 度和比模量都较高,密度低,具有突出的减震效果,抗腐蚀性 较强,热导率不高,性能可设计性强,便于整体成型以及综合 性能优异,在整个军工领域应用广泛。
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树脂基复合材料在武器装备上的应用
枪械
火箭发射器与无坐力发射器 火炮
坦克与装甲车辆
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树脂基复合材料简介
树脂基复合材料是以树脂材料为基体、高性能纤维为增强材 料,通过复合工艺制备而成,具有明显优于原组分材料的性能 的一类新材料。目前广泛应用的树脂包括热固性树脂和热塑性 树脂,增强纤维主要包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维、超 高分子量聚乙烯纤维等。
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增强纤维简介
7. 舰船
树脂基复合材料自问世以来就一直在舰艇工业中发挥着重要作用。国内 外对其在海军舰艇上的应用非常重视。树脂基复合材料在海军舰艇上应用时 具有如下突出的优点:优良的力学性能,耐腐蚀(可耐酸、碱、海水侵蚀,水生 物也难以附生),大幅减重,透波、透声性好,无磁性,介电性能优良,优良的 设计、施工性能,容易维护,维护费用远低于钢制舰艇和木制舰艇。例如, 玻璃钢因为无磁性且高强度,广泛用于制造扫雷艇和猎雷艇。
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3.火炮
树脂基复合材料主要用于制造火炮身管、大架、摇架、热护套等部件,能 够进一步降低火炮质量,提高火炮的性能。德国豹Ⅱ主站坦克的坦克炮采用 两段玻璃钢热护套,防止火炮身管因受阳光或射击热量而出现身管弯曲,提 高命中率。
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热护套
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4.坦克与装甲车辆
坦克装甲车辆使用树脂基复合材料的主要目的是利用其密度低、比强度 高 、比模量高、耐腐蚀和制造成本低等优点,与装甲钢、高硬度陶瓷等材基复合材料 要比钢件减轻 60 %~ 70 %, 比铝合金减轻 30 %~ 50 %,且制造成本降低 20 %~ 30 %。
军工新材料研究报告
军工新材料研究报告
近年来,军工新材料研发取得了长足的进步和成果,成为军队现
代化建设的重要支撑。
本文将从军工新材料的概念、功能以及应用等
方面进行探讨。
一、军工新材料的概念和特点
军工新材料是指通过先进的材料技术和加工制造技术研制出来的、具有特定功能和应用的新型材料。
其重要特点包括高性能、多功能、
多层次、多领域和高综合支撑等。
二、军工新材料的功能分类
根据其功能特点,军工新材料可分为结构材料、功能材料、先进
复合材料等几类。
1. 结构材料:主要用于军用装备结构件的制造,其特点包括高
强度、高温抗性和高防护等。
2. 功能材料:主要用于军用设备的感知、传感、控制、指导等
方面,并有着优异的性能表现。
3. 先进复合材料:大量应用于军用装备各部分,其特性在于优
异的轻量、高强度、耐高温性能,以及良好的抗疲劳、抗摩擦等用途。
三、军工新材料的主要应用
军工新材料在武器装备、航空航天、海洋船舶、信息技术等领域
中有着广泛的应用。
1. 武器装备:新材料在军用枪械、弹药、火箭等多种武器装备
中广泛应用。
2. 航空航天:应用于飞机、卫星、导弹等航空航天领域。
3. 海洋船舶:广泛应用于各类船舶和潜艇中的船体、动力等领
域中。
4. 信息技术:应用于高精度传感技术、通信技术等领域。
总的来说,军工新材料是现代军队建设和发展过程中不可或缺的
一部分,其成果的研发和应用为提高国防实力、维护国家安全、促进科技创新做出了重要的贡献。
新型材料在军工领域中的应用研究
新型材料在军工领域中的应用研究新型材料是现代科学技术的重要基础之一,其应用领域广泛,涵盖了医疗、建筑、能源、交通等不同的领域。
而在军工领域,新型材料也是一种不可或缺的重要资源,它们可以为军事装备的开发和升级提供了良好的技术支持。
本文将从新型材料的概念入手,分析其在军工领域中的应用,并讨论其未来应用的前景。
一、新型材料的概念新型材料是指产生于现代科学技术之下,通过对物质的组成和结构进行调控和设计,具有计划性地改变材料的性能和功能的一类材料。
与传统材料相比,新型材料具有诸如高强度、高韧性、高温性能、高导电性、光学性能、生物相容性等优势,可以满足不同领域的需求。
在军工领域,新型材料的应用已经日益广泛。
比如在陆军的装备中,新型陶瓷材料被用于生产弹药、弹壳和装甲板;新型金属材料在防弹衣和武器上得到广泛应用;新型高分子材料在军服等服装制造中被广泛使用。
在空军和海军的装备中,新型材料的应用也同样广泛,如航空与导弹部分的各种材料、海军中新型复合材料的防腐、防艇上的各种导电、防腐材料等。
所有这些都是新型材料技术的应用,为军事领域的现代化打下了基础。
二、新型材料在军工领域中的应用(一)新型材料在军事器械制造中的应用新型材料在军事器械制造中的应用可以提供更好的性能和功能,如更高的强度、更好的耐磨性、更高的韧性和稳定性等。
这不仅可以提高军事装备的实用性和可靠性,而且可以提高其适应性和稳定性。
比如,材料的弹性系数和韧性可以用来改善弹药的性能;光学和电子材料可以用于制造各种便携式军事设备,提供高质量和高精度的传感器,用于侦测和识别敌方军事设备;新型陶瓷材料和金属材料可以用于生产防弹衣和防弹陶瓷板等防御性装备。
(二)新型材料在军事装备运输中的应用新型材料的应用也可以改善军事装备的运输和运营。
新型材料可以减轻军事装备的重量和体积,同时提高它们的强度和耐久性。
这样可以方便军队的运输和部署,减轻了装备运输的负担,提高了军队的机动性。
军工新材料行业系列报告二:主要新材料介绍及上市公司梳理:国防装备发展,材料是基础
2021年12月27日行业研究国防装备发展,材料是基础——军工新材料行业系列报告二:主要新材料介绍及上市公司梳理国防军工新材料在军工领域得到广泛应用:随着国防建设对于装备作战性能要求的提升,以及国外在高精尖领域对国内封锁的现状,装备作为基础的材料,在性能提升、独立自主等方面的需求日益迫切。
部分新材料因具备良好的力学特性及耐高温、耐蚀性能或某种特定的环境适应性,成为航空航天、动力、能源、化工、机械、冶金、电子信息等国民经济关键领域发展的物质基础和国防现代化的重要支撑。
碳纤维及复合材料:碳纤维增强复合材料的突出优势是其具有目前其他任何材料都无可比拟的高比强度(强度比密度)及高比刚度(模量比密度)性能。
另外,碳纤维增强复合材料还具有耐腐蚀、耐疲劳等特性,因此非常适合应用于对减重要求较高的装备、设备的生产制造中,如航空航天装备尤其是军用航空航天装备。
国内航空航天领域对于碳纤维的需求持续增长,2020年市场需求为1700吨,同比增长21.43%。
石英纤维及复合材料:石英纤维由于具有强度高、介电常数和介电损耗小、耐高温、膨胀系数小、耐腐蚀、可设计性能好等一系列特点,是航空航天领域不可或缺的战略材料。
石英纤维在高频和700℃以下工作区域内,保持最低而稳定的介电常数和介电损耗。
这些优异的性能使之成为多种航空、航天飞行器关键部位的结构增强、透波、隔热材料。
钛合金:钛具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强、生物相容性好等突出特点,被广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、化工冶金、海洋工程等领域。
钛及钛合金对一个国家的国防、经济及科技的发展具有战略意义。
航空领域,钛合金是飞机和发动机的主要结构材料之一。
近年来,国内航空航天钛材销量持续上涨。
随着国内军用新机型的定型批产,2020年钛材销量增速明显加快,达到15546吨,同比增长54.09%。
高温合金:镍基高温合金是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰船和工业燃气轮机的关键热端部件材料(如涡轮叶片、燃烧室等),也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。
复合材料在军工方面的应用
复合材料在军工方面的应用随着军事技术的不断进步,军工行业对于材料的需求也随之提高。
复合材料以其轻量化、高强度、高刚度等优点成为军工材料领域中的重要角色。
本文将着重介绍复合材料在军工方面的应用。
一、复合材料在军用飞机、舰艇中的应用1. 军用飞机复合材料作为航空工业中最重要的新材料之一,在军用飞机的制造中占有重要地位。
例如美军的F-22和F-35战斗机以及俄军的苏-57战斗机等都采用了大量的复合材料。
由于复合材料的轻量化和高强度,军用飞机可以在巨大飞行高度和高速的情况下保持较低的油耗和较高的机动能力。
而且,复合材料在军用飞机的燃料效率方面也具有重要的作用。
2. 军用舰艇复合材料同样在军用舰艇中具有广泛的应用。
美国海军的“阿利·伯克”级导弹驱逐舰以及“弗吉尼亚”级攻击核潜艇均采用了复合材料。
复合材料的高刚度、高强度和轻量化等特点,使得军用舰艇在保障航海安全和有效作战时具有了更好的机动能力和灵活性。
1. 坦克坦克是军事领域中装甲攻击的代表装备,在保障作战安全方面具有重要作用。
复合材料在坦克中的应用可以有效地减轻坦克本身的重量,同时提高装甲强度和抗冲击性能。
俄罗斯的T-14“阿玛塔”主战坦克就采用了不少于50%的复合材料。
2. 陆军车辆复合材料在陆军车辆中也具有广泛应用。
例如英军的战术侦察车辆“雅格尔”就采用了大量的复合材料和玻璃钢构造。
复合材料的轻量化和高刚度不仅提高了车辆的燃油经济性和机动性,而且也增加了车辆的承重能力和抗击性能。
三、结论除上述领域外, 复合材料在军工行业的其他应用还包括:1. 导弹技术复合材料作为导弹中的重要材料,主要用于导弹外壳和尾翼等部分的制造。
复合材料的高强度和轻量化可以减少导弹的自重,提高导弹的飞行速度和机动能力,同时也增强了导弹对于内部恶劣环境的耐受性。
2. 人造卫星由于复合材料具有轻质、高强度、高温和耐腐蚀等优点,它在航空和航天等领域多有应用。
在人造卫星的制造领域中,复合材料同样不可或缺。
军工行业深度研究报告军工材料专题之复合材料
军工行业深度研究报告军工材料专题之复合材料What is a classic? It takes about 100 years to become a classic.复合材料(CompositeMaterials)是由两种或两种以上不同性能、不同形态的材料,通过复合工艺组合而成的新型材料。
复合材料既能保持原材料的主要性能,又能通过复合效应与协同效应获得单一原材料不具备的性能,克服单一材料的缺点,从而满足各种不同的需求。
复合材料的用量已成为衡量军用装备先进性的重要标志。
复合材料的兴起丰富了现代材料家族。
尤其是具备高强度、高模量、低比重碳纤维增强复合材料的出现,使其成为各类军民装备重要的候选材料之一。
美国国防部在2025年国防材料发展预测中提到,只有复合材料能够将强度、模量和耐高温的指标在现有基础上同时提高25%以上。
复合材料正成为航空以及国防装备的关键材料。
国际先进军民用飞机中,复合材料用量持续增长。
主要应用复合材料的部位包括整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、机翼、中前机身等。
F-22战机与空客A380飞机的复合材料用量在20%-25%之间,而波音B787与空客A350的复合材料用量将突破50%,超越铝合金成为用量最大的材料。
飞机正进入复合材料时代。
一、复合材料概览(一)复合材料的定义复合材料(CompositeMaterials)是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。
它既能保留原有组分材料的主要特色,又通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此关联,从而获得新的优越性能,与一般材料的简单混合有本质的区别。
复合材料包含基体(matrix)和增强材料(reinforcement)两个部分。
基体材料主要起到包裹、支撑和保护增强材料的作用;增强材料是复合材料的关键,分布在基体材料中起到提高增强基体材料性能的作用,如提高强度、韧度及耐热性等,增强材料与基体间存在明显界面。
复合材料在军事领域的应用
复合材料在军事领域的应用军用新材料是军用高技术的基础,谁能更快地开发和应用具有特定性能的新材料,谁就拥有最强大的技术潜力。
因此世界各国军事部门都把军用新材料的研究开发放在特殊的地位,各国的军用高技术计划无不以新材料作为其重要的内容之一。
当前新材料的发展重点是具有优异性能的结构材料和具有特殊功能的功能材料。
结构材料包括金属材料和复合材料,先进复合材料是结构材料的主要发展方向。
这种材料的特点是强度大、比重小、具有良好的气动弹性性能,并且能大批量生产。
因复合材料具有可设计性的特点,已成为军事工业的一支主力军,复合材料技术是发展高技术武器的物质基础,是现代精良武器装备的关键。
先进复合材料已成功地应用在F-16、F-18、“幻影”2000等军用飞机、“民兵”、“三叉戟”、“株儒”等战略导弹,以及M-l、T-72、“豹”-Ⅱ等坦克上,并取得了良好的效果。
功能复合材料是指除力学性能以外还提供其他物理性能并包括化学和生物性能的复合材料。
功能复合材料将具有电、声、光、热、磁特性的材料,按不同的应用进行组合匹配,得到不仅保持原有特性,还产生一些新特性或具有比原来更优越特性的材料。
现代化高技术常规战争极大地提高了武器的对抗性、精确性,未来的智能武器、隐形武器、电子战武器、激光武器以及新概念软杀伤武器等的设防、跟踪,使功能材料成为关键技术。
目前,功能复合材料涉及面宽,下面就军事领域较常用的功能复合材料做一简单介绍。
隐身材料隐身材料是实现武器隐身的物质基础。
武器装备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后,可大大减少自身的信号特征,提高生存能力。
声隐身材料包括消声材料、隔声材料、吸声材料及消声、隔声、吸声的复合体,主要用于新一代潜艇。
雷达隐身材料能吸收雷达波,使反射波减弱甚至不反射雷达波,从而达到隐身的目的。
另外,一些由硅、碳、硼、玻璃纤维,以及某些陶瓷与有机聚合物构成的复合材料,有很高的机械强度,可用于制作部分结构件,如飞机蒙皮、雷达天线罩等,同时又具有隐身功能。
复合材料的研究报告
复合材料的研究报告摘要本研究报告旨在探讨复合材料在工程领域中的应用和研究进展。
复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
本报告将重点介绍复合材料的种类、制备方法、性能以及应用领域,并对未来的研究方向进行展望。
1. 引言复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料,通过不同材料之间的相互作用,使得复合材料具有优异的性能。
相对于传统的单一材料,复合材料具有更高的强度、刚度、耐腐蚀性和耐磨性等特点,因此在航空航天、汽车、建筑和电子等领域得到广泛应用。
2. 复合材料的种类根据复合材料的组成和结构,可以将其分为无机复合材料和有机复合材料两大类。
无机复合材料主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等;有机复合材料主要包括聚合物基复合材料和纤维增强复合材料等。
不同种类的复合材料具有不同的特性和应用领域。
3. 复合材料的制备方法复合材料的制备方法多种多样,常见的方法包括层叠法、浸渍法、注射法和挤出法等。
层叠法是将不同材料层叠在一起形成复合结构;浸渍法是将基材浸泡在浸渍液中,使其吸附复合材料的材料;注射法是将复合材料注入到模具中,通过固化形成所需形状;挤出法是将复合材料挤出成型。
不同的制备方法适用于不同的复合材料和应用场景。
4. 复合材料的性能复合材料具有优异的性能,主要体现在以下几个方面:首先,复合材料具有较高的强度和刚度,能够承受较大的载荷;其次,复合材料具有良好的热稳定性和耐腐蚀性,适用于高温和恶劣环境;再次,复合材料具有较低的密度,能够减轻结构的重量;最后,复合材料具有良好的电磁性能和导热性能,可应用于电子和导热领域。
5. 复合材料的应用领域复合材料在工程领域中有广泛的应用。
在航空航天领域,复合材料被广泛应用于飞机机身、翼面和发动机等部件,以提高飞机的性能和降低重量。
在汽车领域,复合材料被应用于车身、底盘和内饰等部件,以提高车辆的安全性和燃油效率。
在建筑领域,复合材料被应用于结构材料、隔热材料和装饰材料等,以提高建筑物的耐久性和节能性。
复合材料在军事上的应用
碳纤维:是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。 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。它 不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一 代增强纤维。
树脂基复合材料成型的突出优势是良好的成形工艺性,比强 度和比模量都较高,密度低,具有突出的减震效果,抗腐蚀性 较强,热导率不高,性能可设计性强,便于整体成型以及综合 性能优异,在整个军工领域应用广泛。
发展方向
树脂基复合材料具有质量轻、比强度和比模量高、耐腐蚀等特性,制造 工艺成熟,应用前景广阔。 其在军工领域应用的发展方向有: (1)提高性能品级,研制开发新型纤维(如碳纤维)增强树脂基复合材料,取代 目前大量应用的玻璃纤维和芳纶纤维增强树脂基复合材料; (2)由单一向多功能发展,使树脂基复合材料同时具备抗弹、隐身和结构等 多种功能; (3)利用纳米材料技术改性树脂基体,提高树脂基复合材料综合性能。
鸭翼
6.导弹
1956年,美国“先锋号”火箭使用的第二级发动机壳体首先采用了玻纤 增强塑料(玻璃钢),接着美国在“北极星”、“雷神”、“大力神”、“宇 宙”、“海神C3”、“民兵”等中远程导弹上先后采用了玻璃钢发动机壳体, 法国M4、M20潜地导弹头部整流罩亦采用了玻璃钢。
7. 舰船
树脂基复合材料自问世以来就一直在舰艇工业中发挥着重要作用。国内 外对其在海军舰艇上的应用非常重视。树脂基复合材料在海军舰艇上应用时 具有如下突出的优点:优良的力学性能,耐腐蚀(可耐酸、碱、海水侵蚀,水生 物也难以附生),大幅减重,透波、透声性好,无磁性,介电性能优良,优良的 设计、施工性能,容易维护,维护费用远低于钢制舰艇和木制舰艇。例如, 玻璃钢因为无磁性且高强度,广泛用于制造扫雷艇和猎雷艇。
军工新材料行业报告
军工新材料行业报告随着科技的不断发展和军事装备的不断更新换代,军工新材料行业也迎来了新的发展机遇。
军工新材料是指在军事装备制造和军事工程建设中所使用的新型材料,具有高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等特点,可以大幅提升军事装备的性能和使用寿命,对提高国防实力具有重要意义。
本报告将对军工新材料行业的发展现状、趋势和前景进行分析,为相关企业和投资者提供参考。
一、军工新材料行业的发展现状。
1. 军工新材料的种类和应用领域。
军工新材料主要包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
金属材料包括钛合金、镍基合金、铝合金等,非金属材料包括陶瓷材料、高分子材料等,复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
这些新材料在航空航天、舰船制造、武器装备等领域有着广泛的应用。
2. 军工新材料的技术水平。
我国在军工新材料领域已经取得了一定的成就,部分新材料的技术水平已经达到国际先进水平。
例如,我国在碳纤维复合材料、钛合金等领域取得了重要突破,为军事装备的轻量化、高强度化提供了重要支撑。
3. 军工新材料的市场需求。
随着国防现代化建设的不断推进,军工新材料的市场需求也在不断增加。
高性能、高可靠性、高安全性的新材料将成为未来军工装备的主要选择,市场潜力巨大。
二、军工新材料行业的发展趋势。
1. 技术创新是军工新材料行业的主要趋势。
随着科技的不断进步,新材料领域的技术创新将成为军工新材料行业的主要趋势。
未来,军工新材料将更加注重在轻量化、高强度、高温耐久性、防护性等方面的技术创新,以满足军事装备的需求。
2. 绿色环保成为发展新方向。
随着全球环境问题的日益突出,绿色环保成为了军工新材料行业的发展新方向。
未来,军工新材料将更加注重环保性能,推动绿色材料的研发和应用,为军工装备的可持续发展提供支持。
3. 国际合作将成为主要发展模式。
军工新材料行业的发展需要依托国际合作,吸收国际先进技术和经验,加强国际交流与合作,推动军工新材料行业的发展。
三、军工新材料行业的发展前景。
复合材料在国防建设领域的应用
复合材料在国防建设领域的应用1. 引言复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,具有优异的性能和工艺特点。
在国防建设领域,复合材料因其轻质、高强度、耐腐蚀等特点而得到了广泛的应用。
本文将从军事装备、航空航天、军用车辆等多个角度探讨复合材料在国防建设领域的应用。
2. 复合材料在军事装备中的应用军事装备在战场上扮演着至关重要的角色,其性能直接关系到国家安全和军队战斗力。
复合材料具有优异的抗冲击性、抗磨损性和耐腐蚀性,因此被广泛地应用于军事装备的制造中。
坦克、步兵战车等装备中的装甲板、炮塔等部件通常会采用复合材料制造,以提高装备的防护能力和机动性。
3. 复合材料在航空航天领域的应用航空航天领域对材料的要求极为严苛,复合材料凭借其轻质高强的特点成为了首选。
飞机、导弹、卫星等航空航天器材的结构件、外壳、涂层等部件均采用复合材料制造,以提高载荷能力、降低自重、延长使用寿命。
4. 复合材料在军用车辆中的应用军用车辆通常需经受各种复杂的战场环境,复合材料的应用可以有效提升车辆的防护性能和使用寿命。
军用车辆的车身、底盘等部件通常会采用复合材料制造,以提高防弹、防爆和抗冲击的能力。
5. 个人观点和理解从上面的例子可以看出,复合材料在国防建设领域的应用已经成为了不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步,相信复合材料在国防领域的应用还会迎来更多的发展和突破。
未来,我期待复合材料能够在国防建设中发挥更加重要的作用,为国家安全和军事实力提供有力支撑。
6. 总结复合材料在国防建设领域的应用具有非常广泛的前景。
从军事装备到航空航天,从军用车辆到军事工程,复合材料都扮演着重要的角色。
通过本文的深度和广度的探讨,相信读者们已经对复合材料在国防建设领域的应用有了更加全面、深刻的理解。
至此,你已经阅读了关于复合材料在国防建设领域的应用的文章。
希望这篇文章能够对你有所帮助,如果有任何问题或需要进一步了解,请随时与我联系。
在国防建设领域,复合材料的应用已经成为不可或缺的一部分。
2023年我国军工复合材料行业相关政策 军民融合发展战略实施提供有力支撑 发展空间广阔
我国军工复合材料行业政策概述
军工复合材料行业政策背景
军工复合材料行业政策影响
军工复合材料行业相关政策
02
Policies related to the military composite material industry
军工复合材料行业相关政策
军工复合材料行业相关政策
军工复合材料行业相关政策
军工复合材料行业政策影响
03
Policy Impact on Military Composite Materials Industry
军工复合材料行业政策影响
政策背景及影响分析
1.军工复合材料行业政策概述
2.国家政策扶持,军工复合材料行业迎来新发展
3.3. 政策扶持力度加大
政策对行业的影响
Overview of Policies for the Military Composite Materials Industry
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2023/9/11
军工复合材料行业政策概述
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目录
我国军工复合材料行业政策概述
01
Overview of Policies for China's Military Composite Materials Industry
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集成化
经验性
定制产品
高性价比
交货迅速
强大支持
品牌优势
营销网络
政策建议
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2023/9/11
复合材料在军事领域的应用
复合材料在军事领域的应用第一篇:复合材料在军事领域的应用复合材料在军事领域的应用军用新材料是军用高技术的基础,谁能更快地开发和应用具有特定性能的新材料,谁就拥有最强大的技术潜力。
因此世界各国军事部门都把军用新材料的研究开发放在特殊的地位,各国的军用高技术计划无不以新材料作为其重要的内容之。
当前新材料的发展重点是具有优异性能的结构材料和具有特殊功能的功能材料。
结构材料包括金属材料和复合材料。
先进复合材料是指用高性能纤维及编织物增强不同基体所制成的一种高级材料。
先进复合材料是结构材料的主要发展方向。
这种材料的特点是强度大、比重小、具有良好的气动弹性性能,并且能大批量生产。
材料的复合化是材料发展的必然趋势之一。
复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。
复合材料与其它单质材料相比具有高比强度、高比刚度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等优良的性能,倍受各国技术人员的重视。
因复合材料具有可设计性的特点,已成为军事工业的一支主力军,复合材料技术是发展高技术武器的物质基础,是现代精良武器装备的关键。
目前军用复合材料正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展,加速复合材料在航空工业、航天工业、兵器工业和舰船工业中的应用是打赢现代高技术局部战争的有力保障。
复合材料已经在航空航天工业以及各种武器装备上得到了广泛地应用。
随着复合材料技术不断发展,应用的结构部件已由次承力件发展到主承力件,而巳应用面逐步扩大。
先进复合材料已成功地应用在F --16、F--18、“幻影”2000等军用飞机、“民兵”、“三叉戟”、“株儒”等战略导弹,以及M—L、T—72、“豹”--Ⅱ等坦克上,并取得了良好的效果。
为进一步推动复合材料在武器装备上的应用,美国正在实施“先进设计复合材料飞机”计划,预计复合材料将占飞机结构质量的68.5%,并使整个结构质量减轻35%。
隐形材料是特种功能复合材料的重要发展方向。
防弹复合材料研究报告
防弹复合材料研究报告防弹复合材料研究报告摘要随着社会的不断发展和科技的不断进步,人们对防弹材料的需求越来越高。
防弹复合材料作为一种高性能的材料,逐渐成为研究热点。
本文通过对防弹复合材料的成分、制备方法、性能及应用等方面的研究,阐述了防弹复合材料的发展现状,为更好地应用防弹复合材料提供指导意义。
关键词:防弹复合材料;成分;制备方法;性能;应用一、引言防弹材料是指能够有效防止子弹、弹片等高速物体撞击的一类材料。
其性能直接关系到人们的生命安全,对于军事、警察等领域的应用具有重要的意义。
防弹复合材料作为一种高性能材料,具有力学性能、防护性能、重量轻等优点,因而成为研究热点。
二、防弹复合材料的成分防弹复合材料通常是由高分子材料及其复合材料、金属材料、陶瓷材料等多种材料组合而成。
其中,高分子材料是防弹复合材料的主体材料,常用的有芳香族聚酰亚胺(aramid)、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等。
由于不同种类的高分子材料具有不同的性能特点,因此在不同的防弹复合材料中使用的高分子材料也不同。
三、制备方法防弹复合材料的制备方法通常有层叠法、热压法、湿法、喷涂法等多种。
其中,层叠法是较为常用的一种,通过将不同种类的材料压层叠加,在压力和温度的作用下,使得材料互相粘结,形成具有防弹效果的复合材料。
四、性能防弹复合材料具有多种性能,如机械性能、热稳定性、降噪性、防刺刺透性、透明性等。
其中,机械性能是防弹复合材料的重要指标,通常包括拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率等参数。
此外,防弹复合材料在不同环境温度下的性能也有可能存在差异。
五、应用防弹复合材料广泛用于警用装备、军用装备、防盗门等领域。
尤其在加强公共安全、提高警方防弹装备水平的需求下,防弹复合材料的应用越来越受到关注。
六、结论防弹复合材料是一种高性能材料,具有广阔的应用前景。
在制备防弹复合材料时,需要选择合适的高分子材料及其复合材料,采用适当的制备方法,以达到更好的性能。
军工材料研究报告
军工材料研究报告一、背景介绍军工材料是指为军事使用而研发和制造的特种材料。
随着科技的发展和军事需求的不断提高,军工材料的研究也愈发重要。
本报告旨在对军工材料的背景、研究现状以及未来发展趋势进行分析和总结。
二、军工材料的种类和功能军工材料的种类繁多,每种材料都有其特殊的功能和用途。
以下是几种常见的军工材料及其主要功能:1.钢材:钢材是军工中最常用的材料之一,其具有高强度、高韧性和耐磨损的特点,适用于制造坦克、航空器、战舰等大型装备。
2.高温合金:高温合金能够在极端高温环境下保持良好的物理和化学性能,可用于制造航空发动机、导弹、火箭等高温工作设备。
3.纳米材料:纳米材料具有特殊的物理、化学和生物特性,能够增强弹性、减轻重量、提高能量转化效率等,广泛应用于防弹衣、防弹玻璃、无人机等领域。
4.复合材料:复合材料由两种或多种不同材料按一定比例混合而成,具有高强度、高刚度和低密度的特点,可用于制造护盾、装甲板等防护设备。
三、军工材料的研究现状目前,军工材料的研究主要集中在以下几个方向:1. 新材料研发随着军事技术的不断发展,对新材料的需求也越来越迫切。
许多国家和军事机构都在致力于研发具有新功能和性能的材料,以满足战争现代化的要求。
例如,利用纳米技术研发出的纳米复合材料,具有出色的防弹性能和轻便的特点,成为未来发展的热点。
2. 材料性能改进对现有材料的性能改进也是军工材料研究的重要方向。
通过优化材料的组成、制备工艺和热处理等技术手段,提高材料的强度、韧性、抗腐蚀性等性能,以满足战争环境的需求。
3. 材料测试和评估材料测试和评估是确保军工材料性能符合设计要求的重要环节。
通过对材料进行物理、化学、力学等方面的测试和评估,可以评估材料的可靠性和适应性,为设计和制造提供科学依据。
四、军工材料的未来发展趋势随着科技的进步和战争形态的变化,军工材料的未来发展将呈现以下几个趋势:1.多功能性:未来的军工材料将不再只追求单一的性能指标,而是在保证强度、韧性的前提下,具备多种功能,如自修复、自适应等,以适应现代战争的复杂需求。
复合材料在军事上应用
复合材料在军工上的应用先进复合材料是比通用复合材料有更高综合性能的新型材料,它包括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等,它在军事工业的发展中起着举足轻重的作用。
先进复合材料具有高的比强度、高的比模量、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。
(1)树脂基复合材料树脂基复合材料具有良好的成形工艺性、高的比强度、高的比模量、低的密度、抗疲劳性、减震性、耐化学腐蚀性、良好的介电性能、较低的热导率等特点,广泛应用于军事工业中。
树脂基复合材料可分为热固性和热塑性两类。
热固性树脂基复合材料是以各种热固性树脂为基体,加入各种增强纤维复合而成的一类复合材料;而热塑性树脂则是一类线性高分子化合物,它可以溶解在溶剂中,也可以在加热时软化和熔融变成粘性液体,冷却后硬化成为固体。
树脂基复合材料具有优异的综合性能,制备工艺容易实现,原料丰富。
在航空工业中,树脂基复合材料用于制造飞机机翼、机身、鸭翼、平尾和发动机外涵道;在航天领域,树脂基复合材料不仅是方向舵、雷达、进气道的重要材料,而且可以制造固体火箭发动机燃烧室的绝热壳体,也可用作发动机喷管的烧蚀防热材料。
近年来研制的新型氰酸树脂复合材料具有耐湿性强,微波介电性能佳,尺寸稳定性好等优点,广泛用于制作宇航结构件、飞机的主次承力结构件和雷达天线罩。
玻璃纤维目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。
高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。
石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件,大量应用于火箭、导弹的防热材料。
新型材料在军工领域中的应用研究
新型材料在军工领域中的应用研究一、引言近年来,新型材料在军工领域中的应用越来越受到人们的关注。
新型材料具有轻重比小、强度高、硬度高、抗腐蚀等优点,可以大大提高军事装备的性能,从而为国家的安全保障作出贡献。
本文将就新型材料在军工领域中的应用进行研究与探讨。
二、新型材料在军工领域中的应用(一)航空航天领域航空航天行业对材料性能要求极高,新型材料具有轻重比小、高强度、高温抗氧化性能好等优点,被广泛应用于飞机、导弹、火箭等领域。
例如,碳纤维增强树脂基复合材料被广泛应用于飞机制造中,其轻重比只有铝和钛金属的1/5,同时具有更高的强度和刚度,可以大大减少飞机的重量,提高燃油效率,提高飞机的性能和使用寿命。
(二)装备领域军事装备需要具有较高的强度和硬度,能够承受爆炸性打击和高温高压等极端环境。
新型材料因其高强度、高硬度、耐蚀等特点,被广泛应用于装甲车辆、坦克、战斗机等装备制造中。
例如,钼合金具有高温抗腐蚀能力,被广泛应用于坦克制造中;钨合金可以在高温高压下保持良好的硬度,被广泛应用于导弹中的弹头、探测器等部件制造中。
(三)海洋领域海洋环境极其恶劣,需要具有较强的耐腐蚀、耐磨损、抗拉伸等特性的材料才能承受。
新型材料因其极强的耐腐蚀性能,成为海洋工程领域的研究热点。
例如,钛合金因其高强度、轻质、抗腐蚀等特点被广泛应用于海洋电站、海上石油平台等设施制造中;高分子材料的耐海水性能强,在海洋环境中能够长期使用。
(四)火炮领域火炮作为重要的军事装备之一,需要具有较高的强度和硬度,以承受极端环境下的重负荷。
近年来,新型材料在火炮领域的应用得到了极大的发展。
例如,纳米陶瓷合成的耐高温材料可以抵抗火炮的高温侵蚀,提高火炮的使用寿命;碳纤维增强环氧复合材料可以制造出高强度、低密度的火炮滑套,以提高火炮的精度和射程。
三、新型材料在军工领域中的未来发展趋势随着科技的不断发展,新型材料在军工领域中的应用前景十分广阔。
未来,新型材料将朝着高性能、多功能、多场耦合的方向发展,以满足军事装备对复合材料性能的更高要求。
防弹复合材料研究报告
防弹复合材料研究报告
防弹复合材料是一种新型的材料,由于其具有优异的防弹性能,
被广泛地应用于军事、警察、特种部队等领域。
本文就防弹复合材料
的研究进行一些阐述和分析。
一、防弹复合材料的分类
防弹复合材料可分为无金属和有金属两种。
无金属防弹复合材料
是以高分子合成材料为主体,加入增强材料制成的;有金属防弹复合
材料则是将金属材料与合成材料复合而成。
二、防弹复合材料的组成
1.组成材料:防弹复合材料的主要材料是高分子合成材料以及增
强材料、金属材料等,不同材料的比例和组合方式会影响材料的防弹
性能。
2.复合方式:防弹复合材料的复合方式应根据具体情况选择,一
般采用热压、冷压、粘接等方式进行。
三、防弹复合材料的性能
1.防弹性能:防弹复合材料有很好的防弹性能,其抗弹能力是普
通材料的数倍,能够有效地降低子弹对身体造成的伤害。
2.重量和厚度:防弹复合材料在具有高防弹能力的同时,其重量
和厚度也比较轻薄,大大提高了人员的机动性。
3.耐热性、耐腐蚀性:防弹复合材料能够在高温、酸碱等恶劣环
境下保持稳定性能,确保其长期使用。
四、防弹复合材料的应用
防弹复合材料具有广泛的应用,如用于军事、警察、特种部队的
装备中;在民用领域可作为防护屏障、防护墙体、屋顶结构等。
此外,防弹复合材料还可应用于航空、汽车、船舶、建筑等领域,有效地保
障人员和物品的安全。
综上所述,防弹复合材料的研究和应用具有重要的意义,在今后
的生产和生活中,我们应该更加注重防弹复合材料的发展和应用,以提高人员和财产的安全保障水平。
复合材料 调研报告
复合材料调研报告一、调研目的及背景介绍本次调研的目的是了解复合材料在各个领域中的应用情况。
随着科技的不断进步和工业的发展,复合材料逐渐成为替代传统材料的一种优选选择。
通过本次调研,我们希望了解复合材料的特点、应用领域、市场发展情况以及未来的发展趋势,为相关行业提供参考和指导。
二、复合材料的概念及特点2.1 概念复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成,各成分保持着自身的特性并相互作用形成新的材料。
复合材料优于传统材料的一个重要特征是其优异的性能以及与传统材料相比的轻量化和高强度。
2.2 特点复合材料具有以下特点:1. 轻质高强:复合材料的硬度和力学性能优于传统材料,而重量却相对较轻,在航空航天、汽车制造等领域有广泛应用。
2. 耐腐蚀性好:复合材料对化学物质的腐蚀性能较差,可以在恶劣环境下长时间使用。
3. 优异的导热性:根据不同的需求,复合材料可以具有良好的导热性能,可用于散热器等领域。
4. 电绝缘性好:复合材料有优异的绝缘性能,可应用于高电压场合。
5. 外观美观:复合材料可以加工成各种形状和颜色,具有良好的外观表现,可满足不同行业的需求。
3.1 航空航天在航空航天领域,复合材料广泛应用于飞机机身、翼尖、螺旋桨等部件的制造上。
相比于传统金属材料,复合材料具有更高的强度和更轻的重量,有助于减少飞机的燃料消耗,提高机身的耐久性。
3.2 汽车制造在汽车制造行业,复合材料常被用于汽车车身、座椅、车门等部件的制造中。
复合材料能够减轻汽车的整体重量,提高汽车的燃油效率,同时提供更好的安全性能和乘坐舒适度。
3.3 建筑工程在建筑工程领域,复合材料常被应用于墙体材料、屋面材料、隔热材料等的制造。
复合材料具有良好的保温隔热性能和防火性能,能够为建筑物提供更好的节能效果和安全保障。
3.4 电子电器在电子电器领域,复合材料广泛应用于电路板、散热器等部件的制造中。
复合材料具有优异的导热性能和绝缘性能,能够提高电子电器的工作效率和稳定性。
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复合材料可以根据基体材料类别、增强材料形态、复合材料功能的不同来进行分类。
1)按基体材料类别,复合材料可分为金属基、有机非金属基与无机非金属基,如树脂基、铝基、钛基复合材料等;
2)按增强材料形态,复合材料可分为纤维增强、颗粒增强、短纤维增强、片状增强等,如纳米碳管、碳纤维复合材料等;
在热端部件上,由于高温等特殊条件的要求,金属基、陶瓷基及碳/碳复合材料有着重要应用。
SiC长纤维增强钛基复合材料(Ti-MMC)具有高比强度、高比刚度、耐高温、抗疲劳性好和蠕变性能好的优点,Ti-MMC叶环代替压气机盘可使零部件减重70%。未来航空发动机压气机叶片和镜子叶片、整体叶环、机匣和涡轮轴等都将采用金属基复合材料进行制造。陶瓷基复合材料一直是高温材料研究的重点,精细陶瓷和氮化硅制造的发动机部件可以在1371℃温度下工作,性能甚至优于高温合金,但脆性问题目前仍然没有解决。
第一阶段(1903~1919年),木、布结构;
第二阶段(1920~ห้องสมุดไป่ตู้949年),铝、钢结构;
第三阶段(1950~1969年),铝、钛、钢结构;
第四阶段(1970~21世纪初),铝、钛、钢、复合材料结构(以铝为主);
第五阶段(21世纪初至今。):复合材料、铝、钛、钢结构(以复合材料为主)。
使用碳纤维增强树脂基复合材料的飞机,在减轻飞机重量、减少燃油、减少维修成本和延长飞机使用寿命上有明显优势,而传统的铝合金材料则会随着时间推移被慢慢腐蚀,降低飞机安全性。采用50%复合材料的波音B787飞机维修费用在服役数年后依旧稳定,而传统的铝合金结构飞机B767飞机维修成本将大幅上升。波音公司指出,复合材料将成为“航空航天结构的未来”。
(三)复合材料的特点
各向异性和材料可设计性。这是复合材料最大的特点。复合材料的性能取决于基体、增强体和其含量、铺设方式。复合材料的力学性能及热、光、防腐、抗老化等性能都可以按照使用要求和环境条件,通过组分材料的选择和匹配以及界面控制等手段,对复合材料进行合理的设计,用最少的材料满足设计要求,有效发挥材料作用。
以美国为例,复合材料在民机的应用大概经历了4个过程。
第一个阶段,20世纪70年代中期,复合材料主要应用于受力较小的前缘、口盖、整流罩、扰流板等构件上。
第二个阶段,20世纪80年代中期,复合材料主要应用在受力较小的升降舵、襟副翼等构件。
第三个阶段,复合材料应用在受力较大的垂尾、平尾等构件上。例如波音777飞机的垂尾、平尾都采用了复合材料,复合材料占结构总重量的11%。
在卫星和航天器上,美国和欧洲的卫星结构质量不到总质量的10%,原因就是广泛使用了先进复合材料。目前,卫星的微波通信系统、能源系统和各种支撑结构件基本上实现了复合材料化。
国际先进军民用飞机中,复合材料用量持续增长。主要应用复合材料的部位包括整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、机翼、中前机身等。F-22战机与空客A380飞机的复合材料用量在20%-25%之间,而波音B787与空客A350的复合材料用量将突破50%,超越铝合金成为用量最大的材料。飞机正进入复合材料时代。
一、复合材料概览
(四)无人机
军用无人机对减重有着迫切的需求,因此复合材料大量应用于无人机上。例如,美国X-45系列飞机的复合材料用量达90%以上;X-47系列飞机基本上为全复合材料飞机,“全球鹰”无人侦察机复合材料用量达65%,其中机翼、尾翼、后机身、大型雷达罩等均由复合材料制成;欧洲的试验无人机“梭鱼”、美国远程攻击无人机“臭鼬”等的情况也基本如此。
第四个阶段,复合材料在飞机最主要受力部件机翼、机身上得到应用。波音787梦想飞机的复合材料用量为50%,超过了铝、钢、钛等金属材料重量的总和。主要应用在机翼、机身、垂尾、平尾、机身地板梁、后承压框等部位,是第一个采用复合材料机翼和机身的大型商用客机。
在欧洲,空中客车公司也从20世纪70年代中期开始了碳纤维增强复合材料在A300系列飞机上的应用研究。1985年,完成了对A320飞机复合材料垂尾的研制,此后A300系列飞机尾翼一级的部件均采用了复合材料,并将复合材料用量迅速推进到15%,超过了波音公司。
(一)复合材料的定义
复合材料(CompositeMaterials)是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。它既能保留原有组分材料的主要特色,又通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此关联,从而获得新的优越性能,与一般材料的简单混合有本质的区别。
复合材料包含基体(matrix)和增强材料(reinforcement)两个部分。基体材料主要起到包裹、支撑和保护增强材料的作用;增强材料是复合材料的关键,分布在基体材料中起到提高增强基体材料性能的作用,如提高强度、韧度及耐热性等,增强材料与基体间存在明显界面。
碳/碳复合材料同样具备低密度、高比强、高比模量、抗热冲击好等优点,是目前在1650℃以上工作温度下唯一备选材料,最高理论温度达到2600℃,被认为最有前途的高温材料。
(六)其他国防军工行业
复合材料高比强度、高比模量、可设计性的特点,使得复合材料在非航空国防工业中也有重要应用。
纤维增强复合材料具有放热、隔热、耐高温等特性,广泛的应用于航天工业上。例如,在防热方面,高强度玻璃纤维树脂基复合材料可以用作多管远程火箭弹和空空导弹结构材料和耐烧蚀隔热材料,实现了喷管收敛段、扩张段和尾翼架整体化,大大减轻了武器质量,提高战术性能。
3)按材料功能,复合材料可分为结构复合材料、功能复合材料及智能复合材料,如导电复合材料、光导纤维、形状记忆合金等。
在复合材料中,结构性树脂复合材料的技术、经济和社会价值有着重要意义。因此,对树脂基复合材料的研究和应用一直是各国研究应用的重点。而在军事装备,尤其是航空装备中,连续碳纤维增强树脂基复合材料的应用价值。
军工行业深度研究报告:军工材料专题之复合材料
复合材料(CompositeMaterials)是由两种或两种以上不同性能、不同形态的材料,通过复合工艺组合而成的新型材料。复合材料既能保持原材料的主要性能,又能通过复合效应与协同效应获得单一原材料不具备的性能,克服单一材料的缺点,从而满足各种不同的需求。
空中客车A380飞机的复合材料用量在25%左右,主要应用在中央翼、外翼、垂尾、平尾、机身地板梁和后承压框等部位。并采用了大量的先进复合材料,比如全球最大树脂膜浸渗成型的机身后承压框,应用玻璃纤维增强铝合金材料(Glare)的机身上壁板等等。
空客新一代飞机也将迈入以复合材料为主的时代。空客的A400M大型运输机将采用35%-40%的复合材料,主要应用区域包括机翼、垂尾、平尾和螺旋桨叶片等。2013年首飞的A350XWB则采用了52%的复合材料,超过了波音B787的50%。
复合材料的用量已成为衡量军用装备先进性的重要标志。复合材料的兴起丰富了现代材料家族。尤其是具备高强度、高模量、低比重碳纤维增强复合材料的出现,使其成为各类军民装备重要的候选材料之一。美国国防部在2025年国防材料发展预测中提到,只有复合材料能够将强度、模量和耐高温的指标在现有基础上同时提高25%以上。复合材料正成为航空以及国防装备的关键材料。
整体成型。复合材料的构件与材料是同时形成的,具有复合材料的组分材料在复合的同时也形成了结构,一般不再对复合材料进行加工。因此复合材料的整体性好,大幅度减少零部件和连接件数量,降低成本、缩短加工周期、提高可靠性。
比强度、比模量高。飞机结构上主要使用的复合材料以碳纤维树脂基复合材料为主,它具有高的比强度和比模量。比强度和比模量是材料强度和弹性模量与密度的比值,比强度和比模量是真正体现材料性能优劣的参数,意味着较少的材料能承受更高的载荷。先进的复合材料比强度可以高出铝合金6-10倍,比模量高出4倍,先进复合材料的应用能大幅降低飞机的结构重量。
在尾翼进入复合材料时代后,复合材料的应用开始向军机的机翼、机身等结构受力大、尺寸大的主要构件发展。1976年,麦道公司率先研制了F/A-18复合材料机翼,并于1982年正式进入服役,把复合材料用量提高到13%。此后各国所研制的军机的机翼也几乎全部采用了复合材料。例如美国的AV-8B、B-2、F/A-22、F/A-18E/F、F-35、法国的“阵风”、瑞典的JAS-39、欧洲四国联合研制的“台风”,俄罗斯的S-37等。
(三)直升机
直升机对复合材料应用非常显着。军用、民用和轻型直升机均大量应用碳纤维复合材料,的直升机复合材料用量已达到结构重量的40%-60%。例如,美国武装直升机科曼奇(RAH-66)的复合材料使用量为50%;欧洲NH-90直升机的复合材料使用量达到80%,接近全复合材料结构。
V-22旋翼飞机是一种新型的飞行结构,可以垂直起降,倾旋转翼后又能高速巡航,复合材料使用量为51%,包括机身、机翼、尾翼、旋转机构等均为复合材料制成,也是一个全复合材料的飞机。
60年代,玻璃纤维增强复合材料首先开始应用于飞机的整流罩、襟副翼中。此时,复合材料力学性能还相对较低,应用复合材料制造的飞机零部件尺寸小、受力水平小。
60年代后期,硼纤维/环氧树脂复合材料开始应用于飞机结构上。例如,F-14于1971年开始将硼纤维增强环氧树脂复合材料应用在平尾上。
70年代中期,诞生了以碳纤维为增强体的高性能复合材料,开启了复合材料在飞机上的大规模应用。具有卓越高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳性能的碳纤维增强复合材料非常适合航空装备需求。军机的垂尾、平尾等受力较大、尺寸较大的部件开始逐步使用碳纤维增强复合材料,如F-15、F-16、Mig-29、幻影2000、F/A-18等飞机的复合材料尾翼、垂尾。从70年代至今,国外军机尾翼已经全部采用复合材料。采用复合材料的平尾、垂尾一般占飞机全部结构重量的5%-7%。
(五)航空发动机
复合材料的用量和占比也成为衡量航空发动机先进程度的一个度量。根据冷热端工作温度的不同,航空发动机相应采用了多种不同基体的复合材料进行应用。
树脂基复合材料优异的比强度和比模量性能对于高推比航空发动机的减重、提高推进效率、降低噪声和排放以及降低成本等都具有重要意义,主要应用在航空发动机的冷端部件上,工作温度在150-200℃以下,例如涡扇发动机压气机叶片、导向叶片及其框架组件、涡扇发动机鼻锥及整流装置等。