化工复合材料在军事领域的应用

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5.2.3功能高分子材料(分层作业)-2024-2025学年高一化学同步备课系列(人教版2019必修

5.2.3功能高分子材料(分层作业)-2024-2025学年高一化学同步备课系列(人教版2019必修

5.2.3功能高分子材料的是1.下列关于“化学与生活”说法错误..A.聚乳酸是一种新型可生物降解的高分子材料,主要用于制造可降解纤维,可降解塑料和医用材料等B.聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性,可用于抗旱保水,改良土壤,也可用于婴儿用“尿不湿”中C.玻璃纤维、碳纤维等有机高分子材料具有强度高,密度小,耐高温等特点,可广泛用于建筑材料等领域D.碳化硅是一种新型陶瓷,其结构与金刚石相似,硬度高,可作优质的磨料和航天器的涂层材料【答案】C【解析】A.聚乳酸是一种聚酯,在一定条件下课发生水解反应,产生乳酸,因此是一种新型可生物降解的高分子材料,主要用于制造可降解纤维,可降解塑料和医用材料等,由于水解变为小分子,不会造成白色污染,A正确;B.聚丙烯酸钠树脂由于含有亲水基-COONa,因此具有高吸水性,可用于抗旱保水,改良土壤,也可用于婴儿用“尿不湿”中,B正确;C.碳纤维主要成分是碳,是一种新型的碳元素的单质,不是有机物;玻璃纤维主要成分是二氧化硅,也不是有机化合物,C错误;D.碳化硅是一种新型陶瓷,其结构与金刚石相似,是原子晶体,由于原子之间以极强的共价键结合,因此硬度高,熔沸点高,可作优质的磨料和航天器的涂层材料,D正确;故合理选项是C。

2.化学与生产、生活、科技密切相关。

下列说法正确的是A.高吸水性树脂都含有羟基、烷基等亲水基团B.含较多碳酸钠的盐碱地不利于农作物生长,可施加熟石灰进行改良C.“静电除尘”“燃煤脱硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量D.人造草坪使用的合成纤维和动力电池使用的石墨烯都属于新型无机非金属材料【答案】C【解析】A.烷基不属于亲水基团,A错误;B.熟石灰为强碱,不利于盐碱地改良,B错误;C.“静电除尘”“燃煤脱硫”“汽车尾气催化净化”均可减少污染物的排放,从而提高空气质量,C正确;D.合成纤维属于有机高分子材料,D错误;故选C。

3.我国首架自主大飞机C919于2022年12月9日正式交付东风航空公司进入商业飞行,你认为飞机的机身和机翼应该大量使用下列哪种材料A.液晶高分子材料B.橡胶C.高分子分离膜D.碳纤维复合材料【答案】D【解析】A.液晶高分子材料是一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态,A不符合题意;B.橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料,B不符合题意;C.高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜,C不符合题意;D.碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维,D符合题意;故选D。

复合材料在军事上的应用

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 %。

新材料在现代战争中的应用

新材料在现代战争中的应用

新材料在现代战争中的应用全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:新材料在现代战争中的应用随着科技的不断发展,新材料的出现和应用已经深刻影响了现代战争的格局。

新材料的广泛应用,不仅提升了各国军事实力,还改变了战争的本质和形式。

本文将从新材料在军事装备、作战方式、后勤保障等方面的应用进行探讨。

新材料在军事装备上的应用方面。

随着科技的飞速发展,诸如碳纤维、仿生材料、纳米材料等高新材料的研发和应用,使装备制造技术取得了长足的进步。

这些新材料具有优越的性能,比传统材料更轻更坚固,能够有效提高战备装备的作战效能。

采用碳纤维制造的飞机机身比传统金属机身更轻更坚固,提高了飞机的机动性和隐身性;使用仿生材料制造的装甲车厢更加耐磨抗击,提高了作战生存能力;纳米材料制造的电子元件更小更高效,能够使军事通讯更加快速和稳定。

通过新材料的应用,军事装备能够更好地适应现代战争的需要,提高了作战力量的整体战斗力。

新材料对作战方式的影响。

在现代战争中,信息化、智能化已成为决胜的关键。

新材料的应用使得装备更加智能化和信息化,提高了作战方式的多样性和灵活性。

采用柔性显示屏、导航设备、生物传感器等新材料制造的侦察设备,可以实现远距离无线传输和实时监控,提高了情报侦察的精准性和速度;采用纳米技术制造的电子战设备,可以对敌方通讯系统进行干扰和窃听,扰乱敌方作战指挥,削弱敌方抵抗能力。

新材料的运用改变了传统作战方式的单一性,使作战手段更加灵活多样,有利于提高作战效率和战术优势。

新材料在后勤保障领域的应用。

后勤保障是军队作战的重要保障,对于军事实力的快速提升具有至关重要的意义。

新材料在后勤保障方面的应用,可以提高保障效率和节省成本。

采用特种合金材料制造的野战修理车,可以在野外对受损装备进行快速维修和替换,减少了作战中的时间和资源浪费;使用高强度聚合物材料制造的食品保鲜容器,可以延长食品的保质期,确保士兵的饮食安全。

通过新材料的运用,后勤保障能够更加高效有序地进行,提高了军队长时间战斗力的持续性和战斗力的可持续性。

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。

复合材料在飞机、直升机中的应用

复合材料在飞机、直升机中的应用

浅谈复合材料在飞机、直升机中的应用摘要:先进的复合材料自六十年代问世以来,由于其具有比强度高、比模量大、可设计性强、减震性、耐疲劳性、耐腐蚀性、过载时安全性好的优点,迅速在航空航天领域被广泛采用。

本文介绍了复合材料的发展过程,在分析复合材料在飞机上使用状况的基础上,总结我国现阶段复合材料应用上存在的问题,并提出解决问题的方法。

关键词:飞机直升机复合材料复合材料结构修理指南中图分类号:v25 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2013)01(b)-0000-001引言战斗机因高性能要求,需要综合应用各种高新技术。

因为先进复合材料的崛起源于飞机结构轻质化需求,而且复合材料飞机结构要求高,性能要求全面,设计难度大,涵盖面广,要求进行综合优化,其设计技术代表了先进复合材料技术发展的方向。

因此复合材料在战斗机结构中的应用代表了复合材料结构技术发展的最先进水平。

2复合材料的应用复合材料在飞机结构中的应用大致可分为三个阶段:第一阶段是应用于承载不大的简单部件,如各类口盖、舵面,阻力板、起落架舱门等。

对这类部件,据统计可减重20%左右。

第二阶段是应用于承力大的结构和主结构上,如安定面、全动平尾、前机身段、机翼等。

据统计可减重25%—30%。

第三阶段是应用于主承力和复杂受力结构,如机身、中央翼盒等,据统计可减重25%—30%。

2.1符合材料在军机上的应用先进复合材料具有比强度和比刚度高、性能可设计和易于整体成型等许多优异特性,将其用于飞机结构上可比常规的金属结构减轻飞机重量,并可明显改善气动弹性特征,提高飞机性能。

这是其他材料无法或难以达到的。

先进复合材料的广泛应用还可进一步推进隐身和智能结构设计技术的发展。

因此,先进复合材料在飞机上应用的部位和用量的多少已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一。

直升机上复合材料的用量已达到结构质量的60%—80%,如美国的武装直升机rah-66,其复合材料用量达到结构质量的50%以上,美国的垂直起降,倾转旋翼后又可高速巡航的v-22“鱼鹰”几乎是一个全复合材料直升机。

复合材料在防弹材料中的应用研究

复合材料在防弹材料中的应用研究

复合材料在防弹材料中的应用研究在当今社会,安全问题备受关注,防弹材料的研发和应用显得尤为重要。

复合材料凭借其独特的性能,在防弹领域展现出了巨大的潜力。

防弹材料的需求主要源于军事、执法、安保等领域。

在战场上,士兵们需要有效的防弹装备来保护生命;执法人员在执行危险任务时,防弹背心是必不可少的防护工具;而在一些重要场所的安保工作中,防弹材料也能发挥关键作用。

为了满足这些需求,材料科学家们不断探索和创新,复合材料逐渐成为了研究的焦点。

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。

常见的复合材料包括纤维增强复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料等。

这些材料在防弹应用中各有优势。

纤维增强复合材料是目前应用较为广泛的一类防弹材料。

其中,芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维是最为常见的增强纤维。

芳纶纤维具有高强度、高模量、耐高温等优点,其制成的防弹材料在抵御子弹冲击时能够有效地吸收能量,减少子弹的穿透力。

超高分子量聚乙烯纤维则具有更轻的重量和更高的强度,使得防弹装备在提供良好防护性能的同时,减轻了使用者的负担。

陶瓷基复合材料在防弹领域也有着出色的表现。

陶瓷材料本身具有很高的硬度,能够有效地抵挡子弹的冲击。

将陶瓷与其他材料如纤维增强复合材料结合,可以发挥两者的优势,提高防弹效果。

例如,氧化铝陶瓷和碳化硅陶瓷常用于防弹装甲中,它们能够使子弹在撞击时发生破碎、变形,从而降低其杀伤力。

聚合物基复合材料在防弹应用中主要起到缓冲和能量吸收的作用。

常见的聚合物如聚乙烯、聚酯等具有一定的柔韧性和弹性,能够在受到冲击时通过变形来吸收能量,减轻对人体的伤害。

复合材料在防弹材料中的应用,不仅仅是材料的简单组合,更涉及到复杂的结构设计和制造工艺。

例如,采用多层结构的防弹复合材料,通过不同材料层的协同作用,可以更好地抵御子弹的攻击。

在制造工艺方面,先进的成型技术如模压成型、注塑成型等能够确保复合材料的性能和质量稳定。

从化工到军事应用--隐形材料

从化工到军事应用--隐形材料

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。

新材料在军事上的应用

新材料在军事上的应用

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化工复合材料在军事领域的应用经过一个学期的化工开发技术的学习,收获良多,学习了各种化工技术应用的原理、应用场合、未来前景等。

也学习了各种材料的应用现状和前景,我本人是个军事迷,对化工复合材料(如:隐身材料、智能材料等)在军事领域的应用很感兴趣。

鉴此,想写点这方面的文章。

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。

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。

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。

功能复合材料在军事领域的应用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。

功能复合材料设计自由度大,按功能一多功能一机敏一智能的形式逐步升级。

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。

一些新材料应用例子:前不久被伊朗俘获的RQ-170“哨兵”无人侦察机。

美国全球鹰高空隐形战略轰炸机中国“翔龙”高空高速无人侦察机美国x-47b隐形轰炸机中国j-20隐身战略轰炸机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。

红外隐身材料主要用于车辆、舰艇、军用飞机及其他军用设施,使这些装备和设施的红外辐射与背景基本达到一致,敌人的红外探测器难以分辨。

用铝粉及含有二价铁离子的材料作为填充料,加到能透过红外线的粘结剂中,可构成红外隐身涂料。

可见光隐身材料通常由铝粉、多金属氧化物粉和有机物复合而成,或由掺杂的半导体材料构成,可形成与背景颜色相匹配的迷彩图案,满足可见光隐身的要求。

激光隐身材料用来对抗激光制导武器、激光雷达和激光测距机,要求这些材料对激光的反射率低可吸收率高。

对隐身材料来说,对某种探测手段的隐身性能好,往往对另一种探测手段的隐身性能就不好,即隐身材料的相容性问题。

为解决这一问题,研制了兼容型隐身材料,如雷达波、红外兼容隐身材料,红外、激光兼容隐身材料,雷达波、红外、激光等多种兼容的隐身材料,这是当前隐身材料的发展方向。

应用于隐身的现代隐身技术,除了热红外线和自身电磁隐身外,主要使用新型吸收波材料,即在飞机表面涂抹能大量吸收雷达波的新型介质材料,将雷达电磁波吸收,使雷达无法发现,纳米复合材料是隐身吸波材料研究的重要方向。

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。

为应付不同雷达的不同工作方式,现在的隐身飞机已经开始有选择地使用吸收材料。

目前,美、英等国正进行主动抵消技术的研究,即利用吸收材料先吸收大部分雷达波,剩下的少量的反射波再利用主动抵消技术将其全部抵消,雷达就会完全失去作用。

美国的F 一¨7战斗机采用6种吸波材料,机身机翼和V型垂尾外表面贴吸波薄板或铁氧体复合涂层,起到很好的隐身效果,在1991年的海湾战争中出动1000多架次而无一受损,在国际上引起了极大的反响,可见隐身材料在高技术战争中的地位。

隐形材料可以吸收大量的雷达波信号,从而达到防探测的目的。

它可以涂复在飞行器外表上,也可作为飞行器的蒙皮构件。

好的吸波材料可以吸收雷达波99%以上的能量。

海湾战争中使用的F—L17A隐形飞机,除了具有良好的隐形外形和进气道设计外,主要是涂复了良好吸波材料。

美国最新研制的新一代战斗机F--22,也大量采用丁吸波材料,因而具有良好的隐形性能。

复合材料已广泛应用于飞机、火箭、人造卫星和国防等各个领域。

但复合材料的设计是一个复杂的系统性问题,它涉及环境载荷、设计要求、材料选材、成型方法及工艺过程、力学分析、检验测试、维护与修补、安全性、可靠性及成本等诸多因素。

对于飞机、火箭等军用材料减轻结构重量、提高有效载荷是设计者追求的永恒主题。

材料的设计应从最大限度的安全性、可靠性出发来考虑经济贡献,同时材料的选择应该满足复合材料设计中所提出的要求,符合军事工业领域的规范和要求;在设计军用复合材料及其结构时,必须进行系统的实验工作,了解并掌握复合材料及其结构在静载荷、动载荷、疲劳载荷及冲击载荷作用下,在室温、高温、低温、湿热、辐射和腐蚀等不同使用环境下的各种重要性能数据,为军用复合材料的设计提供科学的依据。

在兵器高技术的迅速发展过程中,先进军用复合材料是国际兵器高新技术发展的基础,应是多种学科的综合,复合材料整体化、优选化、智能化是未来高技术兵器发展的必然趋势。

军用复合材料正向着低成本、高性能、多功能和智能化方向发展,在未来的军事高技术领域有着举足轻重的地位,并具有十分良好的产业化前景。

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。

智能材料智能材料是把传感器、致动器、光电器件和微型处理机等埋在复合材料结构中,具有感知周围环境变化,针对这种变化具有自诊断功能、自适应功能、自修复自愈合功能,且具有自决策功能的复合材料。

智能材料成为当前研究的新热点。

飞机上采用的智能结构是由各种智能材料制成的传感元件、处理元件和驱动元件组成的,而这3个组成部分相当于人的神经、大脑和肌肉。

格鲁曼公司将光导纤维埋人树脂基复合材料制成机翼以提高飞机效率,这些光导纤维能像神经那样感知机翼上因气候条件变化而引起的压力变化,根据光传输信号进行处理后发出指令,通过驱动元件驱动机翼前缘和后线自行弯曲。

驱动可通过电流由压电陶瓷变形来实现,也可通过磁场由磁致伸缩材料变形来实现,或通过加热由形状记忆合金发生位移来实现,还可应用于无人飞机上。

在磁致伸缩材料中,铁稀土合金具有最大的磁致伸缩效应。

智能材料压电陶瓷制成的传感器和驱动器可解决机翼和尾翼的颤振问题,例如F/A—JSE/F垂尾的振动试验表明,振动减少了8O%。

智能材料还将在其他领域发挥它的聪明才智,例如美国正在制造一种小型智能炸弹。

可使一架重型轰炸机同时精确攻击数百个独立目标,还准备给这种炸弹装上智能引信,巧妙地做到“不见目标不拉弦”。

在地面作战中,若要使坦克不被击中,除提高机动性能外。

更重要的是发展“主动装甲”,即能预先识别目标。

并利用诱饵触发和物理摧毁方法,破坏来袭兵器的由复合材料制成的合成系统,即在复合装甲中引入敏感、传感、微电子等材料和技术而构成的多功能智能材料系统。

将新的控爆材料,轻质多孔隔热、隔音、防火与防冲击材料用于坦克装甲车辆,就可以保证这些车辆中弹后能继续战斗。

总之,智能材料虽然尚处于早期开发阶段,但正孕育着新的突破和大的发展。

设计和合成智能材料需要解决许多关键技术问题,智能材料这一复杂体系的材料复合应能仿照生物模型,确保在设计的结构层次上将多种功能集于一体,建立起传感、驱动和控制网络,通过建立数学或力学模型,进一步优化。

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。

采用隐身技术,使敌方的探测、制导、侦察系统失去功效,从而尽可能地隐蔽自己,掌握战场的主动权。

抢先发现并消灭敌人,已成为现代武器防护的重要发展方向。

隐身技术的最有效手段是采用隐身材料。

国外隐身技术与材料的研究始于第二次世界大战期间,起源在德国,发展在美国并扩展到英、法、俄罗斯等先进国家。

目前,美国在隐身技术和材料研究方面处于领先水平。

在航空领域,许多国家都已成功地将隐身技术应用于飞机的隐身;在常规兵器方面,美国对坦克、导弹的隐身也已开展了不少工作,并陆续用于装备,如美国M1A1坦克上采用了雷达波和红外波隐身材料,前苏联T-80坦克也涂敷了隐身材料。

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。

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