新材料在军事工业中的应用与发展
新材料技术有哪些可能的应用领域
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新材料技术有哪些可能的应用领域新材料技术是指在原有材料基础上通过新的材料合成方法或改变材料的结构、组成等方式,研制出性能更优、具有新功能或者能够替代传统材料的新型材料。
新材料技术的应用领域非常广泛,以下是一些可能的应用领域:1.能源领域:新材料技术可以用于提高太阳能电池、燃料电池、电池储能等能源设备的性能和效率,降低能源成本和环境污染。
2.航空航天领域:新材料技术可以用于制造轻量化材料,减轻航空航天器的重量和提高载荷能力,提高飞行效率和安全性。
3.电子领域:新材料技术可以用于制造高性能半导体材料,提高电子器件的速度、稳定性和可靠性。
4.医疗领域:新材料技术可以用于制造生物材料、仿生材料和医用材料,用于人体修复和替代。
5.环保领域:新材料技术可以用于制造环保材料和生态材料,减少污染物的排放和环境的破坏。
6.交通领域:新材料技术可以用于制造轻量化材料,提高车辆的燃油效率、减少排放和提高安全性。
7.建筑领域:新材料技术可以用于制造环保材料、高强度材料和隔音材料,提高建筑的安全性、舒适性和耐久性。
总的来说,新材料技术的应用领域非常广泛,几乎涉及到所有领域,可以带来更多的技术革新和服务创新。
未来,随着新材料技术的不断发展和应用的不断深入,新材料将会在各个领域扮演越来越重要的角色,为人类社会的发展做出更大的贡献。
8.智能制造领域:新材料技术可以用于制造智能材料和智能结构材料,实现智能制造和工业4.0的目标。
9.信息技术领域:新材料技术可以用于制造新型存储材料和传感材料,实现更快的数据存储和传输。
10.消费品领域:新材料技术可以用于制造高性能纤维材料、高强度塑料材料和高渗透材料,提高消费品的性能和品质。
11.军事领域:新材料技术可以用于制造轻量化材料和高强度材料,提高军事装备的性能和战斗力。
总的来说,新材料技术在未来的应用领域将会越来越广泛,对于各行各业的发展都将产生深远的影响。
同时,随着新材料技术的不断推进,未来还将涌现出更多的应用领域和创新方向。
军事科技的发展趋势和应用
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军事科技的发展趋势和应用一、军事科技的发展趋势随着科技的发展和进步,军事科技的应用也不断提升,呈现出以下几个发展趋势:1.先进武器装备的数字化、智能化、信息化发展:无人机、人工智能、机器人技术、超高清视频传输技术等的应用,大大提高了作战效率。
2.高新技术的广泛应用:新材料、新能源、新能源汽车等逐渐应用于军事装备领域,改善了装备的功能和性能。
3.网络空间的重要性:网络信息化技术的应用使得对于网络的攻击和防护很重要,成为当前国家军事计划中的重点之一。
4.多领域交叉融合:应用于军事领域的技术不仅仅来自于武器装备科技,同时也是各个领域的交叉融合,包括信息技术、生物技术、材料科学等。
二、军事科技的应用军事科技的应用不仅提高了作战效率、加强了军队的实力,同时也影响着整个社会的科技发展。
以下是军事科技在不同领域的应用:1.无人机技术:无人机技术的应用改变了传统作战模式,大大提高了反恐作战的效率和成功率。
2.信息通讯技术:通过通讯技术的应用,现代战争中,指挥员可以通过多种途径获得战场上的情况、指挥战斗,有效提高了指挥效果。
3.材料科学:随着现代材料科学的发展,军队的装备得到了全面提升,包括防弹材料、抗辐射材料、热障涂层材料等。
4.生物技术:生物技术的应用可以提高士兵的身体素质,抗病免疫力,增强作战能力。
5.人工智能:人工智能的应用可以大大简化许多复杂的决策,缩短了行动的时间和危险程度,提高了战斗力。
三、军事科技的进步对未来的影响军事科技的进步与发展,将会对未来社会带来诸多变革:1.国防安全能力的提高:军事科技的应用方式和相关技术的提高,可以为军队和国家提供安全保障和应对多重国防挑战的能力。
2.军用技术与民用技术的深度结合:随着各领域科技深度交叉,未来军用技术与民用技术将会更加相互融合,军事科技的发展会加速当今世界的工业化、信息化等进程。
3.提升军队士兵素质:随着现代化装备的应用和军事科技的不断进步,士兵们的作战能力不断提高,可以更好地保卫国家安全。
军事科技创新与国防工业的发展
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军事科技创新与国防工业的发展近年来,军事科技创新迅猛发展,对国防工业产生了巨大影响。
本文将从军事科技创新的重要性、军事科技创新对国防工业的推动作用以及未来的发展趋势三个方面进行论述。
一、军事科技创新的重要性军事科技创新是现代国防建设的核心,对于提升军队的战斗力、实现军事现代化具有重要意义。
首先,军事科技创新能够提高军事装备的性能和作战效能。
通过引进新技术、新材料、新装备,军事科技创新能够使军事装备在火力、机动性、信息化等方面取得质的飞跃,使其更加适应现代战争的需求。
其次,军事科技创新具有威慑敌对势力的作用。
拥有先进科技的军队会给敌对势力造成威慑,使其对我国安全形势产生忌惮,从而提高国家的战略地位。
再次,军事科技创新有助于降低军事斗争风险。
通过引入无人系统、智能装备等现代化技术手段,可以减少人力资源的投入,降低士兵的伤亡风险,提高战斗的安全性。
二、军事科技创新对国防工业的推动作用军事科技创新对国防工业的发展起到了积极的推动作用。
其一,军事科技创新提升了国防工业的科技水平。
在军事科技创新的推动下,国防工业不断引进先进技术,提升自身科技研发能力,使得科技水平不断提高。
其二,军事科技创新加快了国防工业的转型升级。
随着军事科技的进步,传统的军工企业也面临着必须进行转型的压力。
通过推动军事科技创新,国防工业得以加快发展,向着高端装备制造业转型升级。
其三,军事科技创新推动了国防工业的国际竞争力。
在全球化的背景下,国防工业面临着来自国外企业的竞争压力。
军事科技创新使得国防工业能够提供更加先进的产品和服务,增强自身的国际竞争力,为国家争夺经济利益提供了有力支撑。
三、军事科技创新与国防工业的未来发展趋势未来,军事科技创新与国防工业将呈现出以下几个发展趋势。
首先,军事科技创新将更加注重实战应用。
随着现代战争形态的变化,军事科技创新将更加紧密地与实战需求相结合,聚焦于应对复杂多变的战争环境,为军队提供更有针对性的装备和技术支持。
现代军事装备材料的特点
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现代军事装备材料的特点新材料在军事工业中的应用与发展一前言新材料,又称先进材料(Advanced Materials),是指新近研究成功的和正在研制中的具有优异特性和功能,能满足高技术需求的新型材料。
人类历史的发展表明,材料是社会发展的物质基础和先导,而新材料则是社会进步的里程碑。
材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个十分重要的领域,它与信息技术、生物技术、能源技术一起,被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的高技术。
材料高技术还是支撑当今人类文明的现代工业关键技术,也是一个国家国防力量最重要的物质基础。
国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者,新材料技术的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用。
二军用新材料的战略意义军用新材料是新一代武器装备的物质基础,也是当今世界军事领域的关键技术。
而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术,是现代精良武器装备的关键,是军用高技术的重要组成部分。
世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视,加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。
三军用新材料的现状与发展军用新材料按其用途可分为结构材料和功能材料两大类,主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。
1 军用结构材料1.1 铝合金铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。
铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。
所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。
铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等;在航天工业中,铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料,在兵器领域,铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上,最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。
近年来,铝合金在航空航天业中的用量有所减少,但它仍是军事工业中主要的结构材料之一。
简论铝合金在军事工业中的应用
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简论铝合金在军事工业中的应用作者:张威威孙赞张瑞凡来源:《科学与财富》2016年第27期铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。
铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。
所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。
一.铝合金在航空工业中的应用铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等;在航天工业中,铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料,在兵器领域,铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上,最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。
近年来,铝合金在航空航天业中的用量有所减少,但它仍是军事工业中主要的结构材料之一。
铝合金的发展趋势是追求高纯、高强、高韧和耐高温,在军事工业中应用的铝合金主要有铝锂合金、铝铜合金(2000系列)和铝锌镁合金(7000系列)。
新型铝锂合金应用于航空工业中,预测飞机重量将下降8~15%;铝锂合金同样也将成为航天飞行器和薄壁导弹壳体的候选结构材料。
随着航空航天业的迅速发展,铝锂合金的研究重点仍然是解决厚度方向的韧性差和降低成本的问题。
随着现代战争的发展,陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加榴炮系统。
先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。
自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武器发展的必然趋势。
在保证动态与防护的前提下,钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。
155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量,还可以减少火炮身管因重力引起的变形,有效地提高了射击精度;在主战坦克及直升机-反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造,这既能满足产品的性能要求又可减少部件的加工费用。
二.铝合金在航天工业中的应用据资料报导,铝合金在航天器上常用于制作燃料箱,上世纪60年代火箭的液氧箱就是用2014合金制作的,后来开发出2219铝合金,该合金具有高的应力腐蚀裂纹抗力,且耐热性、焊接性和韧性也好,是火箭和航天飞机等的燃料箱的理想材料。
碳化硼陶瓷的军工应用及前沿制备技术
![碳化硼陶瓷的军工应用及前沿制备技术](https://img.taocdn.com/s3/m/8c7b28fb3086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe9bd.png)
摘要:碳化硼是一种战略材料,因具有高熔点、高硬度、低密度、良好的热稳定性、较强的抗化学侵蚀能力和中子吸收能力等一系列优良性能,已被广泛应用于能源、军事、核能以及防弹领域。
本文主要介绍碳化硼及其铝基陶瓷材料在“军民两用”等领域应用现状和相关制备工艺与性能,并对碳化硼陶瓷材料发展前景进行展望。
关键词:碳化硼;陶瓷;制备技术;工艺方法前言碳化硼是一种新型非氧化物陶瓷材料, 碳化硼陶瓷具有高熔点(2450℃)、高硬度(29.1GPa)、大中子捕获面(600bams)、低密度(2.52g/cm³)、较好的化学惰性、优良的热学和电学性能等。
碳化硼又称黑钻石,是仅次于金刚石和立方氮化硼的第三硬材料。
碳化硼除了大量被用作磨料之外,还可以用于制备各种耐磨零件、热电偶元件、高温半导体、宇宙飞船上的热电转化装置、防弹装甲、反应堆控制棒与屏蔽材料等。
碳化硼陶瓷在军工上多用于防弹装甲中,其防护系数最高一般为13-14,并且其硬度最高,密度最低,是最理想的装甲陶瓷,虽然其价格昂贵,但在保证性能优越的条件下,以减重为首要前提的装甲系统中碳化硼仍优先选择。
1碳化硼陶瓷在防弹领域的应用防弹材料的科技水平也是国家的军事实力的重要体现。
碳化硼防弹材料已广泛应用在防弹衣、防弹装甲、武装直升机以及警、民用特种车辆等防护领域。
相比于其它防弹材料如金属板防弹材料、高性能纤维复合防弹材料、组合防弹材料等,碳化硼陶瓷因高熔点、高硬度和低密度已成为防弹材料应用领域的理想替代品。
1.1防弹装甲我国防弹陶瓷最早应用于防弹装甲领域。
目前,国内外已工程化应用的装甲陶瓷材料主要有氧化铝、碳化硼、碳化硅、氮化铝、硼化钛、氮化硅等。
用于装甲防护的单相陶瓷主要有三种,分别是:氧化铝、碳化硼和碳化硅。
装甲陶瓷材料主要应用于防弹装甲车辆,通常以复合装甲的形式出现。
装甲陶瓷材料普遍应用在附加顶、舱盖、排气板、炮塔座圈、防弹玻璃、枢轴架等装甲构件中以及坦克车辆的下车体,还用于制造躯干板、侧板、车辆门和驾驶员座椅。
复合材料在军工方面的应用
![复合材料在军工方面的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/1d90d894294ac850ad02de80d4d8d15abe2300dc.png)
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。
军工领域中的先进陶瓷材料
![军工领域中的先进陶瓷材料](https://img.taocdn.com/s3/m/a4481080b04e852458fb770bf78a6529647d35bf.png)
1先进陶瓷材料说到先进陶瓷目前的市场形势,除了各材料行业都在极力靠拢的新能源领域外,军工领域也是先进陶瓷的一个非常火爆的市场。
提高国防能力在任何时代下都是一个国家的首要重点任务之一,而提高国防能力首先就要从装备的升级开始。
因此,作为军工装备的关键材料之一,先进陶瓷材料的发展也得到了强有力的驱动。
2先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分陶瓷是以粘土为主要原料,并与其他天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品,是陶器和瓷器的总称。
陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。
它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的各种制品。
陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物,因此它与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属于“硅酸盐工业”的范畴。
广义上的陶瓷材料指的是除有机和金属材料以外的其他所有材料,即无机非金属材料。
陶瓷制品的品种繁多,它们之间的化学成分、矿物组成、物理性质,以及制造方法,常常互相接近交错,无明显的界限,而在应用上却有很大的区别。
因此,很难硬性地把它们归纳为几个系统,详细的分类法也说法不一,到现在国际上还没有一个统一的分类方法。
按陶瓷的制备技术和应用领域分类,可分为传统陶瓷材料和先进陶瓷材料。
传统陶瓷:传统意义上的陶瓷是指以粘土及其天然矿物为原料,经过粉碎混合、成型、焙烧等工艺过程所制得的各种制品,通常会被称为"普通陶瓷"或传统陶瓷,例如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷。
先进陶瓷:按化学成分可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。
按性能和用途可分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类。
功能陶瓷主要基于材料的特殊功能,具有电气性能、磁性、生物特性、热敏性和光学特性等特点,主要包括绝缘和介质陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体及其敏感陶瓷等;结构陶瓷主要基于材料的力学和结构用途,具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等特点。
铝合金梯度材料的应用
![铝合金梯度材料的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/380842ad9a89680203d8ce2f0066f5335a81678a.png)
铝合金梯度材料的应用
铝合金梯度材料是一种先进的材料,具有优异的性能,因此在多个领域都有广泛的应用。
在航空航天领域,铝合金梯度材料可用于飞机机身蒙皮、油箱舱内的长桁等承力结构件,以及高速列车和城轨车的车皮、车地板、侧板、顶板、侧面构件骨架、车端墙等外露件。
此外,它还可以用于汽车发动机框架、缸盖等部件。
在军事工业上,铝合金梯度材料可用于制造临时机场跑道多孔板、浮桥板等。
在化学工业方面,铝合金梯度材料可用于加工散热片、储酸罐、耐压油箱板等。
高硅铝合金及梯度高硅铝合金材料,因具有可调节的热膨胀系数,以及相较碳化硅铝等难加工封装新材料更易于加工,高导热,焊接及电镀性能好等优异的综合性能,是铝合金、可伐合金、钨铜、钼铜等第一、第二代电子封装材料的升级换代产品。
它们在先进雷达、大功率半导体集成电路、航空航天、卫星通讯、激光等军事和民用领域都有很好的应用前景。
总的来说,铝合金梯度材料因其优异的性能在航空航天、交通运输、军事工业和化学工业等多个领域都有广泛的应用。
随着技术的不断进步,铝合金梯度材料的应用领域还将进一步扩大。
从化工到军事应用--隐形材料
![从化工到军事应用--隐形材料](https://img.taocdn.com/s3/m/dfa89e26915f804d2b16c17c.png)
从化工到军事应用——隐形材料一、化工在军事中的应用军事学就像一个炼丹炉,把各种学科中优秀的部分采纳过来,比如计算机技术、生物技术,制造出最精细的器件,革新出最先进的技术,从而保障一个地区或是国家的安全。
化工在军事当中的应用也是处处可见。
首先,从化工这个专业说起,化工的全称为化学工程与工艺,是致力于研究化学在实际生产中的应用的一门学科。
所以她的基础是化学。
化学在军事中的应用比比皆是。
如火药、烟雾弹、燃烧弹、照明弹和催泪弹,还有可怕的化学武器。
实际上,在军事领域中无处不存在化学。
例如:利用金属的焰色反应的特征,便可制造出瑰丽多彩的信号弹。
锶的焰色反应呈洋红色,因此利用硝酸锶来制造红色信号弹,用硝酸钾可以制造紫色的信号弹。
还有各种具备特殊性能的材料的应用,如具有坚强性格的未来“第三金属”——钛,能制造飞机、火箭,还能制造坦克、军舰、核潜艇等。
钛没有磁性,磁性水雷对这种潜艇完全无能为力。
雷达是飞机的“照妖镜”,然而一种叫铁氧体的化学涂料,它能吸收雷达波,因此对涂有这种化学涂料的“隐身飞机”明察秋毫的雷达,也只能“视而不见”。
还有甚者,化学可以用作气象武器(AgI或干冰制成),用飞机进行人工催化降雨作业,让敌方区域形成暴雨,造成洪水,冲毁桥梁、破坏堤坝,导致道路泥泞、交通阻塞,从而达到削弱敌军战斗力的目的。
由此可见,化学学科已渗透到军事的各个领域中,军事武器中件件都有化学知识在起作用。
但与理科中的化学不同,化工泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业,包括基本化学工业和塑料、合成纤维、石油、橡胶、药剂、染料工业等,是利用化学反应改变物质结构、成分、形态等生产化学产品的部门。
而化学是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。
简单来说,就是化学提供理论,化工付诸实践。
二、隐形材料化工在军事中的应用极广,今天,我想联系教材上的部分,谈谈隐形材料。
现代攻击武器的发展,特别是精确打击武器的出现,使武器装备的生存力受到了极大的威胁,单纯依靠加强武器的防护能力已不实际。
硬质聚氨酯泡沫塑料在军事领域的应用研究进展
![硬质聚氨酯泡沫塑料在军事领域的应用研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/77bdde422e3f5727a5e9629f.png)
硬质聚氨酯泡沫塑料在军事领域的应用研究进展摘要:概述了硬质聚氨酯泡沫塑料在军事领域的最新应用研究动向。
主要介绍了硬质聚氨酯泡沫塑料在易碎式结构材料、吸波材料、军事防寒隔热工程及电子方舱等军事领域的应用进展。
关键词:聚氨酯硬质泡沫易碎结构材料隐身材料伪装工程硬质聚氨酯泡沫塑料质轻、绝热、吸音、耐化学药品及高缓冲抗震;同时其合成主原料聚酯或聚醚多元醇结构多变,使其性能变化范围广泛,而且加工方式灵活,受到了普遍重视而发展迅速,在民事领域得到广阔的应用。
由于具有优异的各项性能,近年来硬质聚氨酯泡沫在军事领域也受到青睐。
本文主要介绍近年来硬质聚氨酯泡沫塑料在军事及民事领域的最新应用进展。
1 在易碎式结构材料中的应用有一批特殊的结构材料开始在兵器工业产品结构出现:这种材料不仅要求强度和刚度要足够,能够承担一定的外载荷,在达到一定的触发条件后还要求可以自行破裂。
这种功能一般在大型炮发射筒的口盖、生化武器破击跑的弹壳、深海导弹发射系统的隔水罩等地方使用比较多。
有很多类似的结构被使用在兵器工业产品结构中,统称他们为“易碎式结构材料”[1]。
硬质聚氨酯泡沫质轻、密封性能好,强度可调,近年来被用于易碎式结构材料。
例如,用聚氨酯泡沫塑料制成的火箭助推鱼雷头部的声纳保护罩[2],当鱼雷从水中发射推进到空中高速飞行时,它必需具备足够的强度和刚度以保护罩内的仪器装置;当鱼雷接近敌舰再入水时,它必须能够在入水时水面反击力作用下自行碎裂,露出声纳导航装置使能对入水后的鱼雷实施声纳导航。
硬质聚氨酯泡沫塑料用于易碎式结构材料比通常的机械和高分子材料产品复杂得多,它的应用需要综合高分子化学、结构力学、断裂力学等学科的相关理论和试验结果,是高分子材料在兵器工业中应用的新发展。
2 在吸波材料中的应用根据成型工艺和承载力将吸波材料分为两大类:结构型和涂层型。
而结构隐身材料拥有叠层结构、层片复合结构和夹层结构等各种不同结构形式。
其中最重要的一种结构就是泡沫夹心。
复合材料在军事领域的应用
![复合材料在军事领域的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/a362be8951e79b8968022621.png)
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。
新材料在军工的应用
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金属间化合物
金属间化合物具有长程有序的超点阵结构,保持很强的金属键结合, 使它们具有许多特殊的理化性质和力学性能。金属间化合物具有优异 的热强性,近年来已成为国内外积极研究的重要的新型高温结构材料。 在军事工业中,金属间化合物已被用于制造承受热负荷的零部件上; 在兵器工业领域,坦克发动机增压器涡轮材料为 K18 镍基高温合金, 因其比重大、起动惯量大而影响了坦克的加速性 能,应用钛铝金属闻 化合物及其由氧化铝、碳化硅纤维增强的复合轻质耐热新材料,可以 大大改善坦克的起动性能,提高战场上的生存能力。此外,金属问化 合物还可用于多种耐热部件,减轻重量,提高可靠性与战技指标。
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。
近年来,国外在提高与改进传统隐身材料的同时,正致力于多种新材 料的探索。晶须材料、纳米材料、陶瓷材料、手性材料、导电高分子 材料等逐步应用到雷达波和红外隐身材料,使涂层更加薄型化、轻量 化。纳米材料因其具有极好的吸波特性,同时具备了宽频带、兼容性 好、厚度薄等特点,发达国家均把纳米材料作为新一代隐身材料加以 研究和开发;国内毫米波隐身材料的研究起步于上世纪 80年代中期, 研究单位主要集中在兵器系统。经过多年的努力,预研工作取得了较 大进展,该项技术可用于各类地面武器系统的伪装和隐身,如主战坦 克、155毫米先进加榴炮系统及水陆两用坦克
军用功能材料
功能材料是指利用声、光、电、磁、热、化、生化等效应,将能量从 一种形式转化为另一种形式的材料。功能材料很多,如光电功能材料、 贮氢功能材料、阻尼减震材料、隐身材料等。
浅谈聚脲材料在军事领域的应用
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浅谈聚脲材料在军事领域的应用温喜梅㊀王宝柱㊀郭焱㊀李永岗㊀王伟(青岛爱尔家佳新材料股份有限公司㊀山东青岛266100)摘㊀要:简要介绍了聚脲材料的主要性能特点及其在军事领域的应用,特别介绍了其在水面舰艇㊁潜艇与鱼雷㊁军用车辆㊁军需防护用具㊁防弹防爆方舱及军用永久工程防护涂层等方面的应用进展㊂关键词:聚脲材料;喷涂聚脲;军事领域;防护材料中图分类号:TQ333 95㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1005-1902(2020)06-0035-03㊀㊀常规的防腐材料主要有环氧树脂㊁聚氨酯和乙烯基酯等,因其耐磨性㊁耐冲击性㊁耐候性一般,且施工复杂㊁不环保,已不能满足军事领域防腐与防护的应用要求㊂而喷涂聚脲材料与聚氨酯相比固化快,施工受环境温湿度影响小;与环氧树脂相比在力学性能㊁一次成膜厚度㊁柔韧性和环保等方面具有明显优势,目前已在防水㊁防腐及军事防护等领域得到了广泛的应用[1]㊂在防护应用领域,由于喷涂聚脲材料比普通材料固化速度快㊁施工便捷㊁立面连续喷涂不流挂,喷涂于产品表面成型后短时间内即可运输,不发生粘连,尤其适用于工位数目受限条件下的大批量生产㊂聚脲材料应用范围广泛,国内外每年都会发现关于聚脲材料新的应用领域及方向㊂本文重点介绍了近年来其在军事领域中的推广应用情况㊂1㊀在水面舰艇防腐中的应用每年因撞击海岸或暗礁导致防腐涂层破坏的舰艇或冲锋舟不计其数,海水及盐雾的腐蚀,会使船体的损坏情况进一步恶化㊂美国有统计数据表明,船体的维护几乎耗费了整个维修过程的大半时间㊂因此为控制维修成本,美国海军研究实验室开发合成了一款快速固化的聚脲保护涂层,并已于1999年在船舰(如内部舱室㊁舵板和潜艇防滑甲板)上得到了实际运用[2]㊂舰艇长期处于海洋环境中,优异的抗暴晒性㊁抗附着性和耐腐蚀性是舰艇甲板漆必须具备的性能㊂同时,因人员会在甲板上频繁往来走动,且有时在甲板上进行设备或器械的装卸,所以甲板漆必须具备优异的抗冲击性和耐磨性㊂美国海军在其舰船甲板上使用了脂肪族聚脲涂层进行防腐防护[3]㊂应用表明,聚脲材料性能优于传统材料,兼具耐磨㊁抗冲击和优异防腐蚀的特点,能改善防腐效果㊁延长使用寿命,且迅速固化㊁环保无污染㊂2㊀在潜艇与鱼雷阻尼吸声中的应用应用到潜艇㊁鱼雷等水下潜行设备表面的阻尼吸声聚脲材料,有减振降噪性能,可躲避声纳探测,达到隐形效果㊂除了材料本身应有良好的阻尼性能,聚脲可一次成膜㊁成膜厚度可调且固化速度快等特点也是选材需要考虑的㊂另外,聚脲表面平滑,能够减小水流带给壳壁的脉动压力,降低运动设备辐射噪声㊂例如通过调整材料的弹性㊁伸长率和硬度等指标制备的具有海豚表皮及皮下脂肪组织力学特性的喷涂聚脲复合柔性减阻涂层,应用在水下运动物体表面,在4m/s的水流流速下,减阻作用能达到12% 15%;在3 10m/s的水流流速下,普通柔性阻尼涂层减阻率平均为5 18%,而该复合涂层减阻率平均为6 84%,远高于普通涂层的平均水平[4]㊂美国仿生学家现已使用聚脲材料合成了可附于鱼雷表面的柔性人造海豚皮涂层,在一定速度下,该涂层阻尼效果较为明显[5]㊂3㊀在军用车辆防爆破中的应用聚脲复合材料在欧美地区已成功使用到军用车辆(如装甲车㊁坦克等)抗爆防护领域㊂美国海军陆战队研究部门通过相关的研究发现,聚脲材料不仅具有较高的力学强度㊁耐冲击性及吸能性,而且具有优良的柔韧性㊁弹性和耐腐蚀性,能够有效地提高车㊃53㊃2020年第35卷第6期2020.Vol.35No.6聚氨酯工业POLYURETHANEINDUSTRY辆底盘和车身的抗石击和防腐能力[6-7]㊂2004年美国海军陆战队研究部门发现,在Humvee(悍马㊁快速军车)底部喷涂聚脲弹性体涂层可有效地减小爆炸或榴霰弹对车辆和人员的伤害㊂为进一步提高阻尼性能,可在B组分的制备过程中引入不同含量的酚醛树脂进行改性,同时通过添加具有片状结构的超细云母粉,使之与基体树脂形成无数个 微观约束阻尼结构 ,使聚脲材料具有较高的吸能性,与车辆底部复合装甲相结合,可有效地抵御破甲射流侵彻,降低破甲型反坦克地雷爆轰波及爆炸物碎片对车辆破坏,同时可降低各种介质的渗透速率,提高材料的防腐蚀性能[8]㊂将其应用到车体内表面或地板表面,在装饰车辆和增强耐磨性能的同时,还能减小噪音和振动,增加乘车舒适度[9]㊂4㊀在军需用具单兵防护中的应用士兵在作战㊁训练或解决突发事故时应注意安全防护,穿戴或配备好训练服㊁防弹衣㊁头盔以及盾牌等防护用具㊂这些安全防护用具需要具备抗冲击㊁耐高低温㊁不易燃㊁不易破碎等特点,使其在使用过程中能够起到包覆及防护作用,尤其是头盔㊁盾牌和防弹衣㊂聚脲作为一种新型防护涂层,施工工艺简单,能够根据需要在防护用具的任意曲面喷涂成光滑平面或磨砂面,且不流挂,很好地满足上述要求[10]㊂另外聚脲防护涂层无毒无害,还可根据实际需要来调整涂层颜色,达到美观和隐蔽被喷涂目标的效果㊂目前青岛爱尔家佳新材料股份有限公司生产的聚脲防护材料已被北京普凡防护科技有限公司㊁山东新兴防护装备制造有限公司和湖南中泰特种装备有限责任公司等广泛应用在军需用具的头盔㊁插板及盾牌的防护上㊂5㊀在防弹防爆方舱中的应用防弹防爆方舱是一类能够广泛使用在海陆空及武警部队等多个领域的装载体,具体应用包括武器装备㊁后勤保障㊁技术支持甚至通讯系统等等[11]㊂它能够快速装卸㊁便于运输,可以对使用人员和使用设备起到最大程度的保护作用㊂现今方舱使用的防爆防弹材料一般是防弹玻璃㊁金属板㊁各类复合材料(如纤维㊁陶瓷等)和弹性体材料㊂但是这些材料中很多自身都存在重要缺陷,严重限制了其应用,比如钢铁材料密度大重量重,某些高性能合金质轻但价格高昂等㊂采用轻质高强的纤维增强聚脲弹性体复合防弹防爆材料,与钢铁金属材料相比能够大大减轻军用方舱重量[12]㊂弹性聚合物材料对子弹的耗能减速机理是,当子弹高速射击而来时,弹性体会受到巨大的冲击力,此时的应变速率能达105s-1,弹性体材料在较高频率下,玻璃化转变温度会升高,导致玻璃化转变发生变化,同时在这种动态力学条件下,应力会跟不上应变的变化,而出现滞后生热,消耗大量能量,从而达到阻尼防弹的效果㊂6㊀在军用永久工程防护中的应用混凝土军事永久工程在现代化战争中十分重要,但其在各种各样严苛的使用条件下可能受到严重腐蚀或破坏,影响战时的使用功能㊂而聚脲材料本身具有高强度㊁高抗冲和连续致密不渗漏的特性,其与芳纶纤维复合,应用在军用场合(如核电站㊁地下工事㊁隧道及洞库等处),能很好地封闭混凝土表面的空隙,阻隔外界的腐蚀性介质,可有效遏制介质中离子进入混凝土内部对钢筋造成侵蚀,使这些场合得到充分的保护,延长其使用寿命[13]㊂1999年,轻质耐磨的高性能聚脲材料就被美军材料专家使用于混凝土建筑表面,能够有力地抵御爆炸冲击,有效降低破片毁坏力㊂喷涂聚脲材料施工速度快,可以满足军事工程对于战时抢修和强建的特殊要求,喷涂快反应型聚脲于易发生塌方㊁滑坡和泥石流等不稳固地方,能够在关键时刻和突发事件发生时快速修复,减少事故造成的损失㊂可利用聚脲涂层的抗撕裂和高弹性在坍塌事故发生时防止粉碎性破裂和溅落,保护受损墙体,避免二次伤害[14-16]㊂根据美国防务领域资料显示,这类抗爆型建筑材料已经在五角大楼的部分墙体上投入使用[17]㊂7㊀结束语目前国内的聚脲材料技术在军事领域的应用与国外相比还存在一定差距,普通喷涂聚脲材料无法满足多种功能需求㊂例如,在防弹和防爆破领域需要聚脲材料具有非常高的拉伸强度和撕裂强度;在军需库㊁加油站需要聚脲材料具有优异的阻燃性能等,因此需要对常规喷涂聚脲进行改性研究㊂另外,在聚脲复合结构的抗爆防护应用方面,仅研究了影㊃63㊃聚氨酯工业㊀㊀㊀㊀㊀第35卷响聚脲复合材料抗爆性能的因素,但各因素对抗爆的作用规律㊁冲击波在聚脲材料中的衰减㊁聚脲复合结构材料的实际应用设计等方面研究不成体系㊂这要求研究人员对聚脲材料进行更深入的研究,提高聚脲材料的各项性能指标,拓宽其在军事领域的应用,为我国国防建设作出更大的贡献㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀王宝柱,黄微波,杨宇润,等.喷涂聚脲弹性体技术的应用[J].聚氨酯工业,2000,15(1):39-43.[2]㊀ARTHURW.Rapidcuretankcoatingsonthefasttracktothefleet[J].NavalResearchLaboratoryQuarterly,2003,11(7):27-30.[3]㊀孙静,陈酒姜,卢敏,等.聚脲在美国海军舰船上的应用[J].现代涂料与涂装,2009,12(3):57-60.[4]㊀王宝柱,黄薇波,卢敏,等.减阻降噪技术的最新进展[J].现代涂料与涂装,2008,11(1):33-36.[5]㊀黄微波.水下航行器喷涂聚脲柔性涂层的制备及减阻性能的研究[D].青岛:中国海洋大学,2007.[6]㊀DANIELG.State⁃of⁃the⁃arttechnologicaldevelopmentsinconcretecomputationalmodeling,emphasisonblasteffects[C].Hershey,Pennsylvania:31stAnnualAirportConference,2008.[7]㊀MCSHANEGJ,STEWARTC,ARONSONMT,etal.Dynamicruptureofpolymer⁃metalbilayerplates[J].InternationalJournalofSolidsandStructures,2008,45(16):4407-4426.[8]㊀刘培礼,徐春英,亓峰,等.喷涂聚脲弹性体改性的研究进展[J].聚氨酯工业,2008,23(5):5-8.[9]㊀翟文,陈强,甄建军,等.喷涂聚脲弹性体及其在军事领域的应用[J].工程塑料应用,2012,40(10):28-32.[10]WALSHSM,SCOTTRR,SPAGNUOLODM.Thedevelopmentofahybridthermoplasticballisticmaterialwithapplicationtohel⁃mets[C].ARL⁃TR⁃3700,ArmyResearchLaboratory,2005.[11]张振中,李其祥.军用方舱技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(36):3105.[12]段建军.纤维复合材料在装甲防护上的应用[J].纤维复合材料,2012,29(3):12-16.[13]马志明,杜晓梅.玻纤增强水泥材料在军事工程中的应用[J].山西建筑,2000(4):109-110.[14]BUCHANPA,CHENJF.BlastresistanceofFRPcompositesandpolymerstrengthenedconcreteandmasonrystructures Astate⁃of⁃the⁃artreview[J].Composites,PartB,Engineering,2007,38(3):509-522.[15]MALVARLJ,CRAWFORDEJ,MORRILLKB.Useofcompos⁃itestoresistblast[J].JournalofCompositiesforConstruction,2007,11(6):601-610.[16]MYERSJJ,BELABIA,EL⁃DOMIATYKA.Blastresistanceofunreinforcedmasonrywallsretrofittedwithfiberreinforcedpolymers[C].Clemson:Proceedingsofthe9thNorthAmericanMasonryConference,2003:312-323.[17]LIVINGSTONG.Blastmitigationofstructuresusingapolyurea/kevlarTMcomposite[C].NewOrleans:The6thPDAAnnualCon⁃ferenceMeeting,2006.收稿日期㊀2020-07-27㊀㊀修回日期㊀2020-10-10BriefReviewonApplicationofPolyureaMaterialintheMilitaryFieldWENXimei,WANGBaozhu,GUOYan,LIYonggang,WANGWei(QingdaoAir++NewMaterialCo.Ltd,Qingdao266100,Shandong,China)Abstract:Themainpropertiesandapplicationinmilitaryfieldofpolyureamaterialwerebrieflyintroduced.Theapplicationprogressofpolyureaprotectivecoatingmaterialsinmarineships,submarinesandtorpedoes,militaryvehicles,militaryprotectionequipment,bulletproofandexplosion⁃proofcabinsandmilitarypermanenten⁃gineeringwasparticularlyintroduced.Keywords:polyureamaterial;spraypolyurea;militaryfield;protectivematerial作者简介㊀温喜梅㊀女,1983年出生,硕士,高级工程师,主要从事功能高分子材料㊁聚氨酯材料研究工作㊂东方雨虹盖世涂GES⁃300入选年度大奖近日,东方雨虹自主研发的盖世涂GES⁃300无溶剂单组分聚氨酯防水涂料,获评2020创研优采黑科技年度大奖㊂2020年2月,东方雨虹推出盖世涂GES⁃300无溶剂单组分聚氨酯防水涂料㊂该产品具有超优物理性能和环保性能,涂布率高,施工更高效,是行业内首款通过德国EC1plus认证的聚氨酯防水涂料㊂㊃73㊃第6期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀温喜梅,等㊃浅谈聚脲材料在军事领域的应用。
军工新材料
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军工新材料(一)前言新材料,又称先进材料(Advanced Materials),是指新近研究成功的和正在研制中的具有优异特性和功能,能满足高技术需求的新型材料。
人类历史的发展表明,材料是社会发展的物质基础和先导,而新材料则是社会进步的里程碑。
材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个十分重要的领域,它与信息技术、生物技术、能源技术一起,被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的高技术。
材料高技术还是支撑当今人类文明的现代工业关键技术,也是一个国家国防力量最重要的物质基础。
国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者,新材料技术的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用。
(二)军用新材料的战略意义军用新材料是新一代武器装备的物质基础,也是当今世界军事领域的关键技术。
而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术,是现代精良武器装备的关键,是军用高技术的重要组成部分。
世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视,加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。
(三)军用新材料的现状与发展军用新材料按其用途可分为结构材料和功能材料两大类,主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。
军用结构材料铝合金铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。
铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。
所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。
铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等;在航天工业中,铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料,在兵器领域,铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上,最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。
近年来,铝合金在航空航天业中的用量有所减少,但它仍是军事工业中主要的结构材料之一。
铝合金的发展趋势是追求高纯、高强、高韧和耐高温,在军事工业中应用的铝合金主要有铝锂合金、铝铜合金(2000系列)和铝锌镁合金(7000系列)。
半导体材料在军事科技中的应用
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半导体材料在军事科技中的应用徐浩110603158(11级自动化)这学期通过选修课《半导体材料与现代科技》的学习,让我对半导体有了更深的了解。
在专业课中我对半导体二极管等有了初步了解,而选修课让我对半导体材料的历史,在科技与生活中的应用等有实际的了解,感觉半导体材料与现代生活密不可分。
而半导体发展也对军事科技的发展也有重要作用。
从半导体在军事中应用历史看:从1907年到1927年,美国的物理学家研制成功晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜整流器。
1931年,兰治和伯格曼研制成功硒光伏电池。
1932年,德国先后研制成功硫化铅、硒化铅和碲化铅等半导体红外探测器,在二战中用于侦探飞机和船舰。
二战时盟军在半导体方面的研究也取得了很大成效,英国就利用红外探测器多次侦探到了德国的飞机。
可以看出半导体在军事中应用已久,并且半导体技术优胜的国家往往有着非常大的优势。
前苏联曾经在半导体领域遥遥领先,曾经是世界电子技术的先导。
根据前苏联的说法,无线电是波波夫发明的,而不是西方所说的马可尼。
苏联七十多年的历史中,其电子技术虽不是世界领先,也不比西方水平落后多少,至少比后来居上的亚洲四小龙领先过很多。
到二战时,苏联的收音机已经很普及。
50年代后发展起来的人造卫星、远程导弹、载人飞船和太空站都要借助电子技术的支撑。
苏联在 1968年就开始研制相控阵雷达,七十年代投入使用。
1971 年推出的苏-24 战机已经配备了数字计算机,但是由于政策等方面的原因,后来其研究成果迟迟不能应用到军事领域中,导致没有强大国防其后才在与美国的冷战之中节节败退,最终在冷战中解体,由此可以看出半导体在军事领域的发展是关系到国家兴亡的关键。
到了新世纪,半导体的发展与光学器件之间有了密切的关系,现代军用光学技术是以光学和光电子学为基础,与精密机械、电子和计算机等技术相结合而形成的一门新兴的综合技术,是现代军事技术的组成部分。
军用光学技术的发展,不仅为军队建设提供了现代化的武器装备和技术手段,增强了国防实力,同时还推动了信息技术、精密加工、新材料等新兴技术和新兴产业的发展,促进了科学技术和国民经济总体水平的提高,增强了综合国力。
国防工业未来发展趋势报告
![国防工业未来发展趋势报告](https://img.taocdn.com/s3/m/ff946b46ba68a98271fe910ef12d2af90242a8e4.png)
自动化生产线
自动化生产线将进一步提 高国防工业的生产效率, 降低生产成本。
智能化后勤保障
智能化后勤保障将实现装 备的全寿命周期管理,提 高装备的保障能力和作战 效率。
新材料在国防工业的应用
高性能复合材料
高性能复合材料将广泛应 用于国防工业领域,提高 装备的轻量化、强度和耐 久性。
新一代合金材料
新一代合金材料将为国防 工业提供更优质的装备性 能和更强的防护能力。
提升核心竞争力。
国防工业的网络化趋势
网络化趋势
随着信息技术的发展和应用,国防工 业将更加注重网络化建设,推动数字 化转型。
智能化制造
国防工业企业将广泛应用人工智能、 大数据、云计算等信息技术,实现智 能化制造和管理。
网络化协同
国防工业企业将加强内部和外部的信 息交流与协同,实现资源共享和高效 运作。
国防工业的民营化趋势
民营化趋势
随着社会经济的发展和政治体 制的改革,国防工业将逐渐向
民营化方向发展。
引入民间资本
政府将逐步开放国防领域,允 许民间资本进入,激发市场活 力。
优化管理体制
民营化将推动国防工业企业优 化管理体制,完善公司治理结 构,提高运营效率。
增强创新能力
民营化将促进国防工业企业加 大研发投入,加强技术创新,
国防工业的重要性
保障国家安全、维护地区和平稳定、 促进经济发展。
国防工业的历史和发展
早期发展
从冷兵器时代到火器时代的转变,国防工业开始形成 。
工业化时代
大规模制造和现代化技术的引入,国防工业迅速发展 。
信息化时代
信息技术和网络技术的引入,国防工业向智能化和信 息化方向发展。
国防工业的当前状况
新材料在军工方面的研究现状和发展趋势
![新材料在军工方面的研究现状和发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/ab8455e1998fcc22bcd10db7.png)
新材料在军工方面的研究现状和发展趋势摘要:随着现代军事科技的不断发展,促使各国对武器装备的性能提出了更高的要求。
由于军用新材料能够满足武器材料强韧化、轻量化、多功能化和高效化的发展要求,促使军工新材料的研究十分繁荣。
本文主要综述了国内外军用结构新材料和功能新材料的研究进展,并对未来军用新材料的研究趋势进行了总结。
关键词:军用新材料,钛合金,高强度钢,纳米隐身材料,磁性材料1 前沿新材料是指那些新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能的材料。
新材料的研制、开发与应用不仅构成对高技术发展的推动力,而且也成为衡量一个国家科技水品的高低的重要标志。
因此,新材料是技术革命与创新的基石,是社会现代化的先导。
现代高新技术对新材料的依赖越来越多,这使得发达国家和发展中国家都争相将新材料列为高新技术优先发展的领域和关键技术,各国都采取各种措施,力争抢占新材料技术的“制高点”[1]。
新材料的出现和应用又为国防安全提供了保证。
国防科一直都是高、精、尖技术的集合,新材料是高技术的先导和基础。
纳米材料出现使微型武器出现在战场,先进高分子材料出现使洲际导弹的出现成为可能,新型锂离子电池材料的出现让“无人机”出现在人们的视野,而非晶软磁合金材料大大提高了一些精密武器的工作环境。
由此可见,新材料也是军事工业发展的重要促进力量,是新型武器装备的物质基础, 也是当今世界军事领域的关键技术。
所以,对新材料在军工方面的研究现状总结和发展趋势的展望,对促进我国军事工业的发展有重大意义。
2 军用结构材料军用新材料按材料性能和用途可分为结构材料和功能材料两大类, 主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。
结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀和抗辐射等性能要求, 目前在军事领域应用的结构材料主要有以下几类。
2.1 先进金属结构材料2.1.1 变形镁合金变形镁合金有很高的比强度、比刚度和塑性,是航空航天领域中最有前途的金属结构材料之一,座舱架、吸气管、导弹舱段、壁板、蒙皮、直升机上机闸等大都采用镁理合金制件。
新型水泥基复合材料在军事工程中的
![新型水泥基复合材料在军事工程中的](https://img.taocdn.com/s3/m/98b898e5e87101f69f3195da.png)
最近几场高技术局部战争都已表明,对弱小落后的国家来讲,提高军事工程防护等级及抗打击能力非常重要。
随着精确制导武器、新型钻地弹等开始在高技术战争中大量使用,对防护工程的威胁和破坏越来越大。
另外,从这几场战争可以看出,机场、桥梁及重要交通设施已成为战争初期受打击的对象。
因此,迫切需要研制开发具有高防护等级及战时快速抢修能力的新材料。
本文主要介绍高强超高强混凝土、MDF水泥材料、DSP水泥混凝土、RPC活性粉末混凝土、土聚水泥材料及磷酸盐水泥混凝土几种新型水泥基复合材料,并分析这些材料在军事防护工程和抢修抢建工程的应用前景。
一、防护工程用新型水泥基材料(一)xx、超xx混凝土随着高效减水剂及活性掺合料在混凝土工程中的应用,混凝土的强度等级得到了很大程度的提高。
目前,配制IOOMPa以上的混凝土对我们来说已经不是一件难事。
如80年代,军队××和地方××大学合作,在某基地成功进行了宽13m,高21m的防护大门施工,其抗压强度达到88.4MPa。
又如,部队××学院与地方××大学合作研究的高抗爆水泥基复合材料不但具有高抗压强度,还具有很好的韧性和抗爆性。
这些高强、超高强混凝土的开发使用大大提高了我军军事工程的防护等级。
实现混凝土高强化的途径可见图l。
(二)无宏观缺陷水泥材料(MDF)无宏观缺陷水泥材料(Macrodefect-free Cements,简称为MDF材料),是1979年英国化学工业公司和牛津大学最早开始研究的。
MDF的抗压强度高达300MPa,抗弯强度150MPa,抗拉强度可达140MPa,弹性模量达50GPa,这是传统的水泥胶凝材料无法比拟的。
MDF的原材料中90%-99%是高标号的硅酸盐水泥或铝酸盐水泥,4%-7%的水溶性树脂,水灰比一般在0.20以下。
由于低水灰比,要使各种组成材料均匀混合,必须采用强力式高效剪切搅拌机,成型时则采用热压工艺。
新材料在军事工业中的应用与发展
![新材料在军事工业中的应用与发展](https://img.taocdn.com/s3/m/597cdc2c3968011ca3009169.png)
新材料在军事工业中的应用与发展合作单位-西南证券研发中心王锋一前言新材料,又称先进材料(Advanced Materials),是指新近研究成功的和正在研制中的具有优异特性和功能,能满足高技术需求的新型材料。
人类历史的发展表明,材料是社会发展的物质基础和先导,而新材料则是社会进步的里程碑。
材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个十分重要的领域,它与信息技术、生物技术、能源技术一起,被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的高技术。
材料高技术还是支撑当今人类文明的现代工业关键技术,也是一个国家国防力量最重要的物质基础。
国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者,新材料技术的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用。
二军用新材料的战略意义军用新材料是新一代武器装备的物质基础,也是当今世界军事领域的关键技术。
而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术,是现代精良武器装备的关键,是军用高技术的重要组成部分。
世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视,加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。
三军用新材料的现状与发展军用新材料按其用途可分为结构材料和功能材料两大类,主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。
1军用结构材料1.1铝合金铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。
铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。
所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。
铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等;在航天工业中,铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料,在兵器领域,铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上,最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。
近年来,铝合金在航空航天业中的用量有所减少,但它仍是军事工业中主要的结构材料之一。
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新型铝锂合金应用于航空工业中,预测飞机重量将下降8~15%;铝锂合金同样也将成为航天飞行器和薄壁导弹壳体的候选结构材料。随着航空航天业的迅速发展,铝锂合金的研究重点仍然是解决厚度方向的韧性差和降低成本的问题。
2 钛合金
钛合金具有较高的抗拉强度(441~1470兆帕),较低的密度(4.5g/cm3),优良的抗腐蚀性能和在300~550oC温度下有一定的高温持久强度和很好的低温冲击韧性,是一种理想的轻质结构材料。钛合金具有超塑性的功能特点,采用超塑成形-扩散连接技术,可以以很少的能量消耗和材料消耗将合金制成形状复杂和尺寸精密的制品。
钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等;在航天工业中,钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。50年代初,在一些军用飞机上开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等结构件;60年代,钛合金在飞机结构上的应用扩大到襟翼滑轧、承力隔框、起落架梁等主要受力结构中;70年代以来,钛合金在军用飞机和发动机中的用量迅速增加,从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机,它在F14和F15飞机上的用量占结构重量的25%,在F100和TF39发动机上的用量分别达到25%和33%;80年代以后,钛合金材料和工艺技术达到了进一步发展,一架B1B飞机需要90402公斤钛材。现有的航空航天用钛合金中,应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V合金。近年来,西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金,它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合金和高温高强阻燃钛合金,这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用前景。
1.4.1 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。
在过去相当长的时间里,钛合金由于制造成本昂贵,应用受到了极大的限制。近年来,世界各国正在积极开发低成本的钛合金,在降低成本的同时,还要提高钛合金的性能。在我国,钛合金的制造成本还比较高,随着钛合金用量的逐渐增大,寻求较低的制造成本是发展钛合金的必然趋势。
1.3 复合材料
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。
随着现代航空技术的发展,飞机装载质量不断增加,飞行着陆速度不断提高,对飞机的紧急制动提出了更高的要求。碳-碳复合材料质量轻、耐高温、吸收能量大、摩擦性能好,用它制作刹车片广泛用于高速军用飞机中。
1.5 超高强度钢和先进高温合金
超高强度钢是屈服强度和抗拉强度分别超过1200兆帕和1400兆帕的钢,它是为了满足飞机结构上要求高比强度的材料而研究和开发的。超高强度钢大量用于制造火箭发??压容器和一些常规武器。由于钛合金和复合材料在飞机上应用的扩大,钢在飞机上用量有所减少,但是飞机上的关键承力构件仍采用超高强度钢制造。目前,在国际上有代表性的低合金超高强度钢300M,是典型的飞机起落架用钢。此外,低合金超高强度钢D6AC是典型的固体火箭发动机壳体材料。超高强度钢的发展趋势是在保证超高强度的同时,不断提高韧性和抗应力腐蚀能力。
1.4.5 陶瓷基复1.4.6 合材料
陶瓷基复合材料是以纤维、晶须或颗粒为增强体,与陶瓷基体通过一定的复合工艺结合在一起组成的材料的总称,由此可见,陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入第二相组元构成的多相材料,它克服了陶瓷材料固有的脆性,已成为当前材料科学研究中最为活跃的一个方面。陶瓷基复合材料具有密度低、比强度高、热机械性能和抗热震冲击性能好的特点,是未来军事工业发展的关键支撑材料之一。陶瓷材料的高温性能虽好,但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相变增韧、微裂纹增韧、弥散金属增韧和连续纤维增韧等。陶瓷基复合材料主要用于制作飞机燃气涡轮发动机喷嘴阀,它在提高发动机的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。
1.6 钨合金
钨的熔点在金属中最高,其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性,在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术,细化了材料的晶粒,拉长了晶粒的取向,以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe,采用变密度压坯烧结工艺,平均性能达到抗拉强度1200兆帕,延伸率为15%以上,战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料,这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。
高温合金是航空航天动力系统的关键材料。高温合金是在600~1200oC高温下能承受一定应力并具有抗氧化和抗腐蚀能力的合金,它是航空航天发动机涡轮盘的首选材料。按照基体组元的不同,高温合金分为铁基、镍基和钴基三大类。发动机涡轮盘在60 年代前一直是用锻造高温合金制造,典型的牌号有A286和Inconel 718。70年代,美国GE公司采用快速凝固粉末Rene95合金制作了CFM56发动机涡轮盘,大大增加了它的推重比,使用温度显著提高。从此,粉末冶金涡轮盘得以迅速发展。最近美国采用喷射沉积快速凝固工艺制造的高温合金涡轮盘,与粉末高温合金相比,工序简单,成本降低,具有良好的锻造加工性能,是一种有极大发展潜力的制备技术。
1.4.7 碳-碳复材料
碳-碳复合材料是由碳纤维增强剂与碳基体组成的复合材料。碳-碳复合材料具有比强度高、抗热震性好、耐烧蚀性强、性能可设计等一系列优点。碳-碳复合材料的发展是和航空航天技术所提出的苛刻要求紧密相关。80年代以来,碳-碳复合材料的研究进入了提高性能和扩大应用的阶段。在军事工业中,碳-碳复合材料最引人注目的应用是航天飞机的抗氧化碳-碳鼻锥帽和机翼前缘,用量最大的碳-碳产品是超音速飞机的刹车片。碳-碳复合材料在宇航方面主要用作烧蚀材料和热结构材料,具体而言,它是用作洲际导弹弹头的鼻锥帽、固体火箭喷管和航天飞机的机翼前缘。目前先进的碳-碳喷管材料密度为1.87~1.97克/厘米3,环向拉伸强度为75~115兆帕。近期研制的远程洲际导弹端头帽几乎都采用了碳-碳复合材料。
随着现代战争的发展,陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加榴炮系统。先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武器发展的必然趋势。在保证动态与防护的前提下,钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量,还可以减少火炮身管因重力引起的变形,有效地提高了射击精度;在主战坦克及直升机-反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造,这既能满足产品的性能要求又可减少部件的加工费用。
铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等;在航天工业中,铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料,在兵器领域,铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上,最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。
近年来,铝合金在航空航天业中的用量有所减少,但它仍是军事工业中主要的结构材料之一。铝合金的发展趋势是追求高纯、高强、高韧和耐高温,在军事工业中应用的铝合金主要有铝锂合金、铝铜合金(2000系列)和铝锌镁合金(7000系列)。
二 军用新材料的战略意义
军用新材料是新一代武器装备的物质基础,也是当今世界军事领域的关键技术。而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术,是现代精良武器装备的关键,是军用高技术的重要组成部分。世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视,加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。
1.4.3 金属基复合材料
金属基复合材料具有高的比强度、高的比模量、良好的高温性能、低的热膨胀系数、良好的尺寸稳定性、优异的导电导热性在军事工业中得到了广泛的应用。铝、镁、钛是金属基复合材料的主要基体,而增强材料一般可分为纤维、颗粒和晶须三类,其中颗粒增强铝基复合材料已进入型号验证,如用于F-16战斗机作为腹鳍代替铝合金,其刚度和寿命大幅度提高。碳纤维增强铝、镁基复合材料在具有高比强度的同时,还有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性,成功地用于制作人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜、人造卫星抛物面天线等;碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨损的特点,可用于制作火箭、导弹构件,红外及激光制导系统构件,精密航空电子器件等;碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化性能,是高推重比发动机的理想结构材料,目前已进入先进发动机的试车阶段。在兵器工业领域,金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托,反直升机 / 反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部件,以此来减轻战斗部重量,提高作战能力。
材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个十分重要的领域,它与信息技术、生物技术、能源技术一起,被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的高技术。材料高技术还是支撑当今人类文明的现代工业关键技术,也是一个国家国防力量最重要的物质基础。国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者,新材料技术的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用。