Огляд тенденції статусу та розвитку 16 основних військових нових матеріалів （1）

Технологія матеріалів завжди була дуже важливою сферою в науково -технічних планах розвитку країн у всьому світі. Разом з інформаційними технологіями, біотехнологіями та енергетичними технологіями він визнається високою технологією, яка охоплює загальну ситуацію людства в сучасному суспільстві та протягом значного періоду часу в майбутньому. Матеріали High Technology також є ключовою технологією сучасної промисловості, яка підтримує сьогоднішню людську цивілізацію, а також є найважливішою матеріальною основою для національної оборони країни. Промисловість оборони часто є пріоритетним користувачем нових досягнень технологій матеріалів, а дослідження та розробка нових технологій матеріалів відіграють вирішальну роль у розвитку оборонної промисловості та зброї та обладнання.

Стратегічне значення нових військових матеріалів нові військові матеріали є матеріальною основою нового покоління зброї та обладнання, а також є ключовими технологіями у військовій галузі сучасного світу. Військові нові технології матеріалів - це нова матеріальна технологія, яка використовується у військовій галузі, яка є запорукою сучасної складної зброї та обладнання та важливої ​​частини військових високих технологій. Країни світу надали велике значення розвитку нових технологій військових матеріалів. Прискорення розвитку нових технологій військових матеріалів є важливою умовою для підтримки військового керівництва.

Статус застосування нових військових матеріалів Нові військові матеріали можна розділити на дві категорії: структурні матеріали та функціональні матеріали відповідно до їх використання. Вони в основному використовуються в авіаційній промисловості, аерокосмічній промисловості, промисловості озброєння та суднобудуванням.
Військові структурні матеріали 1. Алюмінієвий сплав алюмінієвого сплаву завжди був найбільш широко використовуваним металевим структурним матеріалом у військовій промисловості. Алюмінієвий сплав має характеристики низької щільності, високої міцності та хороших показників обробки. Як структурний матеріал, він може бути перетворений на профілі, труби, висококолінні таблички різних перерізів завдяки чудовій продуктивності обробки, щоб дати повну гру потенціалу матеріалу та покращити жорсткість та міцність компонентів . Тому алюмінієвий сплав є кращим легким структурним матеріалом для легкої ваги зброї. У авіаційній промисловості алюмінієвий сплав в основному використовується для виготовлення шкурів літальних апаратів, перегородків, довгих балів та відтоку; У аерокосмічній промисловості алюмінієвий сплав є важливим матеріалом для запуску транспортних засобів та конструкційних частин космічних кораблів. У галузі зброї алюмінієвий сплав успішно використовувався в піхотних бойових транспортних засобах та бронетанкових транспортних засобах. Нещодавно розвинені кріплення гаубиця також використовують велику кількість нових матеріалів з алюмінієвого сплаву. В останні роки використання алюмінієвого сплаву в аерокосмічній промисловості зменшилось, але це все ще є одним з головних структурних матеріалів у військовій промисловості. Тенденція розвитку алюмінієвих сплавів полягає у досягненні високої чистоти, високої міцності, високої міцності та високої температурної стійкості. Алюмінієві сплави, що використовуються у військовій промисловості, в основному включають сплави алюмінію-літію, алюмінієві сплави (серії 2000) та сплави з алюмінієво-цинк-магнезію (7000 серій). Нові сплави з алюмінію-літію використовуються в авіаційній галузі, і передбачається, що вага літака знизиться на 8 ~ 15%; Алюмінієві-літієві сплави також стануть конструкційними матеріалами для космічних кораблів та тонкостінних ракетних снарядів. Завдяки швидкому розвитку аерокосмічної промисловості дослідницьке фокус сплавів алюмінію-літію все ще повинен вирішити проблему поганої міцності в напрямку товщини та зменшення витрат. 2. Магнійні сплави Як найлегший інженерний металевий матеріал, сплави магнію мають низку унікальних властивостей, таких як світла питома вага, висока специфічна міцність та питома жорсткість, гарне демпфірування та теплопровідність, сильна електромагнітна захисна здатність та хороше відновлення вібрації, що значно задовольнити потреби військових полів, таких як аерокосмічна, сучасна зброя та обладнання. Магнієві сплави широко використовуються у військовій техніці, таких як рамки сидінь танків, дзеркала командира, дзеркала навідника, корпуси коробки передач, сидіння для фільтрів двигуна, вхідні та випускні труби, сидіння дистриб'ютора повітря, корпуси масляного насоса, корпуси водяного насоса, нафтообмінники, Корпуси масляного фільтра, кришки клапанів, респіратори та інші деталі транспортного засобу; Тактичні відсіки підтримки протиповітряної оборони та шкури елеронів, настінні панелі, арматура, руляні пластини, перегородки та інші ракетні частини; Винищувачі, бомбардувальники, вертольоти, транспортні літаки, радіолокаторні радари, ракети поверхні-повітря, запускові транспортні засоби, супутники та інші компоненти космічних кораблів. Сплави магнію є легкими ваги, хороші за специфічною міцністю і жорсткістю, добре у відновленні вібрації, електромагнітних перешкод та сильних можливостей екранування, які можуть відповідати вимогам військових продуктів для зменшення ваги, поглинання шуму, поглинання амортизації та радіаційного захисту. Він займає дуже важливу позицію в галузі аерокосмічної та національної оборони, і є ключовим структурним матеріалом, необхідним для літаків, супутників, ракет, бійців, танків та іншої зброї та обладнання. 3. Титановий сплав титанового титану має високу міцність на розрив (441 ~ 1470mpa), низька щільність (4,5 г/см³), відмінна стійкість до корозії, певна міцність на витривалість високої температури на 300 ~ 550 градусів і хороша низька температура, і є ідеальною Легкий структурний матеріал. Титановий сплав має функціональні характеристики суперпластичності. Використовуючи суперпластичну технологію склеювання дифузії, сплав може бути перетворений на продукти зі складними формами та точними розмірами з невеликим споживанням енергії та матеріалу. Застосування титанового сплаву в авіаційній промисловості в основному полягає в тому, щоб зробити структурні деталі фюзеляжу літаків, посадкові передачі, опорні промені, диски компресорів двигуна, лопатки та стики; У аерокосмічній промисловості сплав титану в основному використовується для виготовлення компонентів, що несуть навантаження, рамки, газових циліндрів, посудин тиску, кожухів турбінних насосів, суцільних кожухів ракетних двигунів та форсунок та інших деталей. На початку 1950 -х років промисловий чистий титан був використаний для виготовлення теплових щитів, хвостових чохлів, швидкості гальм та інших структурних частин заднього фюзеляжу на деяких військових літальних апаратах; У 1960-х роках застосування титанових сплавів у конструкціях літаків розширилося на ковзання, що несуть навантаження, промені посадки та інших основних навантажувальних конструкцій; Починаючи з 1970 -х років, використання титанових сплавів у військових літальних апаратах та двигунах швидко зросло, від бійців до великих військових бомбардувальників та транспортних літаків. Його використання в літаках F14 та F15 припадає на 25% конструкційної ваги, а його використання в двигунах F100 та TF39 досягає відповідно 25% та 33%; Після 1980 -х років матеріали та технології з титану та технології технологій досягли подальшого розвитку, а літак B1B вимагає 90402 кг титану. Серед існуючих титанових сплавів для аерокосмічного простору найбільш широко використовується багатоцільовий тип A+B ti -6 al -4 v сплав. Останніми роками Захід і Росія послідовно розробили два нові типи титанових сплавів, а саме високоміцні, високосмужності, зварювальні та формувані титанові сплави та високотемпературні, високоміцні, титанові сплави полум'я. Ці два вдосконалені титанові сплави мають хороші перспективи застосування в майбутній аерокосмічній галузі.

З розвитком сучасної війни армія потребує багатофункціональної передової гаубичної системи з великою потужністю, дальню дальності, високою точністю та швидкою можливістю реагування. Однією з ключових технологій вдосконалених гаубичних систем є нова матеріальна технологія. Легка ваги самохідних артилерійських башточок, компонентів та легких металевих бронетанкових транспортних засобів є неминучою тенденцією розвитку зброї. Під передумовою забезпечення динаміки та захисту титанові сплави широко використовуються в армійській зброї. Використання сплаву титану в 155 артилерійському гальмовому гальмі може не тільки зменшити вагу, але й зменшити деформацію бочки з гармати, спричинену гравітацією, ефективно покращуючи точність стрільби; Деякі складні компоненти у основних бойових танках та ракетах з вертольотом-анті-Танк можуть бути виготовлені з титанового сплаву, що може не тільки відповідати вимогам продукції продукту, але й зменшити витрати на обробку компонентів. Тривалий час у минулому застосування титанових сплавів значно обмежувалося завдяки високій виробничій вартості. В останні роки країни світу активно розвивають недорогі титанові сплави, при цьому зменшують витрати, їм також потрібно покращити ефективність титанових сплавів. У моїй країні виробнича вартість титанових сплавів все ще відносно висока. З поступовим збільшенням використання титанових сплавів, пошук нижчих виробничих витрат є неминучою тенденцією розвитку титанових сплавів. 4. Композитні матеріали 4.1 Композитні матеріали на основі смоли на основі смоли композиційні матеріали мають хорошу обробку, високу специфічну міцність, високоспецифічний модуль, низьку щільність, резистентність до втоми, поглинання амортизації, хімічна резистентність характеристики та широко використовуються у військовій галузі. Композитні матеріали на основі смоли можна розділити на дві категорії: термореактивність та термопластичні. Композитні матеріали на основі термореактивної смоли-це тип композитного матеріалу, який базується на різних термореактивних смолах і додається з різними армуючими волокнами; У той час як термопластичні смоли - це тип лінійної полімерної сполуки, який можна розчинити в розчинниках, пом'якшується і розплавиться у в'язку рідину при нагріванні і затверділи в тверду речовину після охолодження. Композитні матеріали на основі смоли мають чудові комплексні властивості, легкі технології підготовки та рясну сировину. У авіаційній промисловості композитні матеріали на основі смоли використовуються для виготовлення крил літаків, фюзелегів, канардів, горизонтальних хвостів та каналів двигуна; У поля аерокосмічного поля композитні матеріали на основі смоли-це не лише важливі матеріали для руддерів, радарів та повітряних входів, але й можуть бути використані для виготовлення теплоізоляційної оболонки камери спалювання твердих ракетних двигунів, а також можуть використовуватися як як використання як як Абляційні теплостійкі матеріали для насадок двигуна. Нові композитні матеріали для сину, розроблені в останні роки, мають переваги сильної стійкості до вологи, хороших мікрохвильових діелектричних властивостей та хорошої стабільності розмірності. Вони широко використовуються при виготовленні аерокосмічних структурних деталей, первинних та вторинних навантажувальних конструкційних частин літака та кришки радіолокаційних антен. 4.2 Композитні матеріали на основі металів на основі металевих композитних матеріалів мають високу питому міцність, високий специфічний модуль, хороші високі температури, низький коефіцієнт теплового розширення, хороша стабільність розмірів та відмінна електрична та теплопровідність. Вони широко використовувались у військовій промисловості. Алюміній, магній та титан є основними матрицями композитних матеріалів на основі металу, а армуючі матеріали, як правило, можна розділити на три категорії: волокна, частинки та вуса. Серед них композитні матеріали на основі алюмінію на основі частинок увійшли до перевірки моделі, наприклад, використовуються у F -16 винищувачів як вентральних плавників замість алюмінієвих сплавів, і їх жорсткість і життя значно покращуються. Алюмінієві та магнієві композитні матеріали, армовані вуглецевим волокном, мають високу специфічну міцність, близький до нульового коефіцієнта термічного розширення та хорошу стабільність розмірів, і успішно використовуються для виготовлення штучних супутникових кронштейнів, планарних антен, космічних телескопа, штучних супутникових параболічних антен, тощо; Композитні матеріали на основі алюмінію на основі алюмінію на основі алюмінію на основі алюмінію мають хорошу високу температуру та стійкість до зносу, і їх можна використовувати для виготовлення ракет, компонентів ракет, компонентів інфрачервоної та лазерної системи, пристроїв точної авіоніки тощо; Композитні матеріали на основі титану, армовані карбідами з карбідним волокном, мають хорошу стійкість до високої температури та стійкість до окислення, і є ідеальними структурними матеріалами для двигунів співвідношення високої тяги до ваги. Вони вступили на тестовий етап передових двигунів. У галузі промисловості зброї композитні матеріали на основі металів можуть використовуватися для стабілізованого хвоста, що відкидають сабові бронежилі, протирегікоптер/протитанкові багатоцільові ракетні оболонки ракети та інші деталі, щоб зменшити вагу боєголовка та вдосконалення бойових можливостей. 4.3 Композити на основі кераміки на основі кераміки є загальним терміном для матеріалів, які підкріплюються волокнами, вусами або частинками та поєднуються з керамічними матрицями через певний композитний процес. Видно, що композити на основі кераміки-це багатофазні матеріали, що складаються з другого фазового компонента, введеного в керамічну матрицю. Він долає притаманну крихкість керамічних матеріалів і став одним з найактивніших аспектів сучасних досліджень матеріалознавства. Керамічні композити мають характеристики низької щільності, високої специфічної міцності, хороших термомеханічних властивостей та стійкості до термічного удару, і є одним з ключових підтримуючих матеріалів для майбутнього розвитку військової промисловості. Хоча керамічні матеріали мають хороші високотемпературні показники, вони дуже крихкі. Методи поліпшення крихкості керамічних матеріалів включають посилення змін фази, посилення мікрокрок, дисперсне посилення металу та постійне жорстке волокно. Композити на основі кераміки в основному використовуються для виготовлення клапанів насадки для двигунів газового турбін літаків, які відіграють важливу роль у поліпшенні співвідношення двигунів тяги до ваги та зменшенні споживання палива. 4.4 Композити вуглецевих вуглецю з вуглецевими вуглець-композити, що складаються з арматури вуглецевого волокна та вуглецевих матриць. Композити вуглецю-вуглецю мають низку переваг, таких як висока специфічна міцність, хороша стійкість до теплового удару, сильна стійкість до абляції та конструктивна продуктивність. Розробка композитних матеріалів вуглецю тісно пов'язана зі суворими вимогами аерокосмічної технології. Починаючи з 1980-х років, дослідження композитних матеріалів вуглецю вступили на етап підвищення продуктивності та розширення застосувань. У військовій промисловості найбільш привабливим застосуванням композитних матеріалів вуглецю є антиокислення вуглецевого вуглецевого вуглецю-вуглецевого вуглецю та переднього краю крила космічного човника, а найбільшим продуктом вуглецю є гальмівна прокладка суперзвучної літак. Композитні матеріали вуглецю в основному використовуються як абляційні матеріали та теплові структурні матеріали в аерокосмічній. Зокрема, їх використовують як конусні конус міжконтинентальних ракетних боєголовок, солідних ракетних форсунок та провідних края крила космічних човників. В даний час щільність вдосконалених матеріалів для вуглець-вуглець-вуглець становить 1,87 ~ 1,97 г/кубічний сантиметр, а міцність на розрив обруча-75 ~ 115 МПа. Нещодавно розроблені міжконтинентальні ракетні кришки міжконтинентального ракет майже всі виготовлені з вуглецевих композиційних матеріалів. З розвитком сучасної авіаційної технології завантажувальна маса літаків збільшується, а швидкість посадки польоту зростає, що ставить більш високі вимоги до аварійного гальмування літаків. Композитні матеріали з вуглецю є легкими, високотемпературними, поглинають велику кількість енергії та мають хороші властивості тертя. Гальмівні прокладки, виготовлені з них, широко використовуються у високошвидкісних військових літальних апаратах. 5. Сталь ультрасвисокої міцності Сталь ультрасвидіє сталі-сталь із міцністю на врожайність та міцністю на розрив, що перевищує 1200 МПа та 1400 МПа відповідно. Він досліджується та розробляється для задоволення вимог високоспецифічних матеріалів у структурах літаків. Через розширення застосування титанових сплавів та композитних матеріалів у літальних апаратах кількість сталі, що використовується в літальних апаратах, зменшилася, але ключові компоненти, що несуть навантаження на літаку, все ще виготовлені з надвисокої сталі. В даний час міжнародно-представницька низьколегована ультра-висока міцність сталі 300 м-це типова сталь для посадки літаків. Крім того, низьколегована ультра-висока міцність сталі D6AC-це типовий матеріал з корпусу ракетного двигуна. Тенденція розвитку сталі надвисокої міцності полягає в тому, щоб постійно покращити міцність і стрес-резистентність до корозій, забезпечуючи при цьому надвисока міцність. 6. Додаткові високотемпературні сплави високотемпературних сплавів є ключовими матеріалами для аерокосмічних систем. Високотемпературні сплави-це сплави, які можуть протистояти певним напруженням при високих температурах 600 ~ 1200 градусів і мати окислення та резистентність до корозій. Вони є кращими матеріалами для аерокосмічних турбінних дисків. Згідно з різними компонентами матриці, високотемпературні сплави поділяються на три категорії: на основі заліза, на основі нікелю та кобальту. До 1960-х років диски турбін двигуна були зроблені з кованих високотемпературних сплавів, при цьому типові класи-A286 та Inconel 718. Його співвідношення від тяги до ваги та значно підвищило його робочу температуру. З тих пір диска з металургійними турбінами порошкоподібні швидко розвивалися. Нещодавно Сполучені Штати прийняли високотемпературний сплав-турбінний диск, виготовлений процесом швидкого затвердіння розпилювача. Порівняно з порошковими високотемпературними сплавами, процес простий, вартість знижується, і він має хороші показники обробки. Це технологія підготовки з великим потенціалом розвитку. 7. Тандграмовий сплав Tungsten має найвищу точку плавлення серед металів. Його видатна перевага полягає в тому, що висока точка плавлення приносить хорошу високотемпературну силу та корозійну стійкість до матеріалу, і вона виявила чудові характеристики у військовій промисловості, особливо у виробництві зброї. У галузі зброї він в основному використовується для виготовлення боєголовок різних снарядів для бронежилетів. Польфрамові сплави вдосконалюють зерна матеріалів і подовжують орієнтацію зерна за допомогою технології попередньої обробки порошку та великої технології зміцнення деформацій, тим самим покращуючи міцність та проникнення матеріалів. Основний матеріал вольфраму 125ⅱ броно-роздуми снарядів для основних бойових танків, розроблених у моїй країні, є W-Ni-Fe. Він приймає процес компактного спікання змінної щільності, і середня продуктивність досягає міцності на розрив 1200 МПа та подовження понад 15%. Бойовий технічний індекс полягає в проникненні однорідної сталевої броні товщиною 600 мм на відстані 2000 метрів. В даний час сплави вольфраму широко використовуються в основних бойових танках з великим співвідношенням бронежилетних снарядів, множинних та середніх калібру захисних бронежилетів, а також рукотворними снарядами кінетичної енергії HyperVecity. Це змушує різні бронежирні снаряди мають більш потужну силу проникнення. 8. Інтерметалічні сполуки Інтерметалічні сполуки мають впорядковані конструкції наддаліки та підтримують міцне з'єднання металевих зв'язків, що дає їм багато спеціальних фізичних та хімічних властивостей та механічних властивостей. Інтерметалічні сполуки мають чудову теплову міцність і стали важливим новим високотемпературним структурним матеріалом, який в останні роки активно вивчається вдома та за кордоном. У військовій промисловості інтерметалічні сполуки використовувались для виготовлення деталей, які ведуть теплові навантаження, такі як лопатки газового турбінного двигуна JT90, виготовлені американською компанією Puao, лопатями ротора невеликих літальних двигунів, виготовлених ВВС США, використовуючи титановий алюміній, тощо, а Росія використовує титанові алюмінієві інтерметалічні сполуки замість теплостійких сплавів як поршневих вершин, що значно покращує продуктивність двигуна. У галузі промисловості озброєння матеріал турбіни нагнітача двигуна резервуара є високотемпературним сплавом на основі нікелю K18. Через високу питому вагу та велику інерцію вона впливає на показник прискорення танка. Застосування інтерметалічних сполук з титанового алюмінію та продуктів їх окислення значно покращило продуктивність резервуара.