【正文】 發(fā)展與否、先進與否直接影響到我國的國防建設?？梢灶A見，隱身技術的研究和應用已成為世界各國國防技術中最重要的課題之一。經過多年的努力，預研工作取得了較大進展，該項技術可用于各類地面武器系統(tǒng)的偽裝和隱身，如主戰(zhàn)坦克、155毫米先進加榴炮系統(tǒng)及水陸兩用坦克等。晶須材料、納米材料、陶瓷材料、手性材料、導電高分子材料等逐步應用到雷達波和紅外隱身材料，使涂層更加薄型化、輕量化。目前，美、英等國正進行主動抵消技術的研究，即利用吸收材料，先吸收大部分的雷達波，剩下少量的反射波再利用主動抵消技術將其全部抵消，雷達就會完全失去作用?，F(xiàn)代隱形技術，除了外型設計上采用先進的方法，進行熱紅外線和自身電磁隱形外，主要是使用新型吸收波材料，即在飛機表面涂抹能大量吸收雷達波的新型介質材料，將雷達電磁波吸收，使雷達無法發(fā)現(xiàn)。從而盡可能地隱蔽自己，掌握戰(zhàn)場的主動權。 隱身材料現(xiàn)代攻擊武器的發(fā)展，特別是精確打擊武器的出現(xiàn)，使武器裝備的生存力受到了極大的威脅，單純依靠加強武器的防護能力已不實際。采用高阻尼功能材料的目的是減震降嗓。貯氫合金蓄電池具有能量密 度高、耐過充、抗震、低溫性能好、壽命長等優(yōu)點，在未來主戰(zhàn)坦克蓄電池發(fā)展 5 過程中具有廣闊的應用前景。在兵器工業(yè)中，坦克車輛使用的鉛酸蓄電池因容量低、自放電率高而需經常充電，此時維護和搬運十分不便。激光晶體和激光玻璃是高功率和高能量固體激光器的材料，典型的激光材料有紅寶石晶體、摻釹釔鋁石榴石、半導體激光材料等。碲鎘汞、銻化銦是紅外探測器的重要材料：硫化鋅、硒化鋅、砷化鎵主要用于制作飛行器、導彈以及地面武器裝備紅外探測系統(tǒng)的窗口、頭罩、整流罩等。 光電功能材料光電功能材料是指在光電子技術中使用的材料，它能將光電結合的信息傳輸與處理，是現(xiàn)代信息科技的重要組成部分。 軍工功能材料功能材料是指利用聲、光、電、磁、熱、化、生化等效應，將能量從一種形式轉化為另一種形式的材料。 結構陶瓷陶瓷材料是當今世界上發(fā)展晟快的高技術村料，它已經由單相陶瓷發(fā)展到多相復合陶瓷。先進復合材料比通用復合材料具有更高綜合性能，它包括樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料和碳基復合材料等，它在軍事工業(yè)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。表2給出了鎂合金替代工程塑料在武器裝備零部件上的研究應用情況。工程塑料尤其是纖維增強塑料的比強度最高, 但彈性模量、比剛度遠小于鎂合金, 且難以回收, 環(huán)境適應性差, 易磨損和老化變形、變色, 還影響武器戰(zhàn)術性能。表1 鎂合金材料在武器裝備零部件中的研究應用情況裝備名稱 槍械武器零部件名稱機匣、彈匣、槍托體、下機匣、提把、前護手、彈托板、瞄準座等 坦克座椅骨架、機長鏡、炮長鏡、變速箱箱體、發(fā)動機濾座、進出水管、裝甲車輛 空氣分配器座、機油泵殼體、水泵殼體、機油熱交換器、機油濾清器殼體、氣門室罩、呼吸器等導彈 導彈艙體、舵機本體、儀表艙體、舵架、飛機翼片火炮及彈藥 供彈箱、牽引器、腳踏板、炮長鏡、輪轂、引信體、風帽、火藥筒等 光電產品 計算機及通軍用計算機、通訊器材箱體、殼體、板類等零件信器材 鏡頭殼體、紅外成像儀殼體、底座等此外，鎂合金材料還可用于解決零件老化、變形和變色的問題。（2）鎂合金材料在用于現(xiàn)代兵器零部件方面的研究現(xiàn)狀采用鎂合金及鎂基復合材料替代武器裝備的中、低強度要求的鋁合金零件和部分黑色金屬零件,可進一步實現(xiàn)武器裝備輕量化。目前其應用領域包括各民用、軍用飛機的發(fā)動機零部件、螺旋槳、齒輪箱、支架結構以及火箭、導彈、衛(wèi)星的一些零部件。而戰(zhàn)斗機的燃油費用節(jié)省又是商用飛機的近10 倍, 更重要的是其機動性能改善可以極大提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。 鎂合金鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金，是目前實際應用中最輕的金屬結構材料，具有密度小、強度高、阻尼性、切削加工性和鑄造性能好的優(yōu)點，因此鎂合金是武器輕量化極為重要的的輕質結構材料[3]。鈦合金在飛機上起初只用于發(fā)動機熱影響區(qū)的非承力零件。鈦合金用量占美國第四代戰(zhàn)斗機F22結構重量的41%，占俄羅斯第三代戰(zhàn)斗機蘇27結構重量的18%左右。 鈦合金鈦合金具有輕質高強、耐熱性好、并有較高的疲勞壽命和優(yōu)良的抗腐蝕性能等優(yōu)點。此外，低合金超高強度鋼D6AC是典型的固體火箭發(fā)動機殼體材料。由于鈦合金和復合材料在飛機上應用的擴大，鋼在飛機上用量有所減少，但 2 是飛機上的關鍵承力構件仍采用超高強度鋼制造。 超高強度鋼和先進高溫合金超高強度鋼是屈服強度和抗拉強度分別超過1200MPa和1400MPa的鋼，它是為了滿足飛機結構上要求高比強度的材料而研究和開發(fā)的。 軍工結構材料隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，武器裝備的技術密集程度越來越高，正在從機械化戰(zhàn)爭向信息化戰(zhàn)爭演變，武器裝備向精確制導方向發(fā)展。（4）具有優(yōu)異的光、電、磁性能，這些性能是確保武器裝備的控制、制導、導航、通信、電子戰(zhàn)的準確性和有效性并向智能化方向發(fā)展，實現(xiàn)高精度、高效率、高可靠性要求的前提。（2）具有耐高溫、高壓、高速、高燃速、高熱流、強腐蝕、強振動、強輻射和原子氧輻照等極端惡劣環(huán)境的性能，這為發(fā)展極端環(huán)境下使用導彈、火箭和可重復使用航天器及長壽命的火炮、飛機等武器裝備奠定了基礎。軍工新材料與傳統(tǒng)材料相比具有一些新的特點，這些特點對于發(fā)展高技術武器裝備具有十分重要的意義。其中，結構材料又可分為金屬結構材料，陶瓷結構材料、高分子結構材料和復合材料；功能材料則可分為磁性材料、電子和光學材料、防熱材料、抗核、抗激光、抗粒 子云侵蝕材料、隱身材料、阻尼材料、推進劑、炸藥或高能量密度材料以及新出現(xiàn)的智能材料、功能梯度材料等。按照物化成的武器裝備，軍工新材料可分成航空材料、航天材料、兵器材料、艦船材料、核武器及核動力裝置材料、動能、定向能武器材料以及軍用電子材料等。國防科技工業(yè)常常是新材料技術成果的優(yōu)先使用者，同時也是一些重要高性能新材料的需求牽引者。第一篇：新材料在軍工方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢新材料在軍工方面的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢摘要：新材料在軍工領域已經得到了廣泛的應用，這里綜述了軍工結構材料以及功能材料的研究現(xiàn)狀，最后展望了新材料在軍工方面的發(fā)展趨勢。關鍵字：新材料, 軍工, 研究現(xiàn)狀，結構材料，功能材料，發(fā)展趨勢The status quo and development trend of new materials in aspects of the militaryindustrial(Wang Hongwei Material Science and Engineering Institute in North University of China)Abstract: The new materials has been widely used in the militaryindustrial，here reviewed the status quo of research of Structural materials and functional materials in aspects of the , here prospect the development trend of the new materials in aspects of the words: new materials, militaryindustrial, the status quo of research, structural materials, functional materials, the trends of development在現(xiàn)代工業(yè)、國防和高新技術發(fā)展中，新材料已成為一項共性關鍵技術，并且正在成為當代和下世紀初最重要、發(fā)展最快的科學技術之一。新材料技術的研究開發(fā)對于國防科技工業(yè)和武器裝備的發(fā)展有著決定性的意義，新材料是指那些新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能的材科，而軍工新材料則是指用于制造各種先進武器裝備或用于武器裝備改造的新材料[1]。按照材料的主要用途，軍工新材料可分為結構材料和功能材料兩大類。近年來，還出現(xiàn)了結構／功能一體化及多功能化的趨勢。（1）質量輕，強度高，彈性模量大，這為發(fā)展小型化、輕量化核武器、導彈、衛(wèi)星、火箭和具有高機動性能的坦克、飛機等武器裝備創(chuàng)造了條件。（3）具有吸波、消聲、降噪、吸能、減少紅外特征等隱身功能和抗核、抗激光、抗粒子云侵蝕等防護功能或多種功能兼?zhèn)涞奶匦?，這對提高坦克、飛機、導彈、艦艇和航天器等武器裝備的生存能力和突防能力具有重要意義。軍工新材料按其用途可分為結構材料和功能材料兩大類，廣泛應用于航空、航天、兵器和船艦領域中[2]。因此，對軍用材料提出了更高、更新的要求。超高強度鋼大量用于制造火箭發(fā)動機外殼，飛機機身骨架、蒙皮和著陸部件以及高壓容器和一些常規(guī)武器。目前，在國際上有代表性的低合金超高強度鋼300M，是典型的飛機起落架用鋼。超高強度鋼的發(fā)展趨勢是在保證超高強度的同時，不斷提高韌性和抗應力腐蝕能力。在軍民用飛機上的應用不斷增長。預計到下世紀初，這種趨勢將繼續(xù)保持。從60年代開始用于承力構件．包括飛機機身的加強框、中央翼盒、進氣道框架、發(fā)動機支撣梁等．機翼的梁、肋等，起落絮的主、前起支柱等．發(fā)動機的壓氣機盤件、葉片、機匣、鼓筒等。（1）鎂合金材料在航空航天工業(yè)中的研究現(xiàn)狀航空材料減重帶來的經濟效益和性能的改善十分顯著, 商用飛機與汽車減重相同質量帶來的燃油費用節(jié)省, 前者是后者的近100 倍。隨著鎂合金制備技術的發(fā)展,材料的性能如比強度、比剛度、耐熱強度、蠕變等性能不斷提高,其應用范圍也不斷擴大。如用ZM2制造WP7各型發(fā)動機的前支撐殼體和殼體蓋；用ZM3鎂合金制造J6飛機的WP6發(fā)動機的前艙鑄件和WP11的離心機匣；用ZM4鎂合金制造飛機液壓恒速裝置殼體、戰(zhàn)機座艙骨架和鎂合金機輪；以稀土金屬釹為主要添加元素的ZM6 鑄造鎂合金已擴大用于直升機WZ6發(fā)動機后減速機匣、殲擊機翼助等重要零件； 研制的稀土高強鎂合金MB2MB26已代替部分中強鋁合金, 在殲擊機上獲得應 3 用。表1給出了鎂合金材料在武器裝備零部件中的研究應用情況。目前, 輕武器、光電及通訊器材產品、戰(zhàn)車儀表盤等采用工程塑料制造。鎂合金替代工程塑料能從根本上克服工程塑料的這些缺陷。表2 鎂合金替代工程塑料在武器裝備零部件方面的研究應用情況裝備名稱 槍械武器 光電產品 軍用器材零部件名稱彈匣、護蓋體、附件筒、前護手等 鏡頭殼體、瞄具殼體、夜視儀殼體等種類儀表盤、通訊器材箱體、殼體零件、軍用頭盔等 復合材料復合材料是指兩種以上不同性質或不同結構物質組合而成的材料，通常由基 4 體材料與增強劑組成。先進的復合材料具有高強度、高模量、耐燒蝕、抗侵蝕、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隱身、抗高速撞擊等一系列優(yōu)點，是國防工業(yè)發(fā)展中最重要的一類工程材料。結構陶瓷材料因其耐高溫、低密度、耐磨損及低的熱膨脹系數等諸多優(yōu)異性能，在軍事工業(yè)中有著良好的應用前景。功能材料很多．如光電功能材料、貯氫功能材料、阻尼減震材料、隱身材料等[4]。光電功能材料在軍事工業(yè)中有著廣泛的應用。氟化鎂具有較高的透過率、較強的抗雨蝕、抗沖刷能力，它是較好的紅外透射材料。 儲氫功能材料某些過渡簇金屬，合金和金屬問化合物，由于其特殊的晶格結構的原因，氫原子比較容易透入金屬晶格的四面體或八面體間隙位中，形成了金屬氫化物，這種材料稱為貯氫材料。放電輸出功率容易受電池壽命、充電狀態(tài)和溫度的影響，在寒冷的氣候條件下，坦克車輛起動速度會顯著減慢，甚至不能起動，這樣就會影響坦克的作戰(zhàn)能力。 阻尼減震材料阻尼是指一個自由振動的固體即使與外界完全隔離，它的機械性能也會轉變?yōu)闊崮艿默F(xiàn)象。因此阻尼減震材料在軍事工業(yè)中具有十分重要的意義。采用隱身技術，使敵方的探測、制導、偵察系統(tǒng)失去功效。搶先發(fā)現(xiàn)并消滅敵人，己成為現(xiàn)代武器防護的重要發(fā)展方向。為應付不同雷達的不同工作方式，現(xiàn)在的隱形飛機已經開始有選擇地使用吸收材料。近年來．國外在提高與改進傳統(tǒng)隱身材料的同時，正致力于多種新材料的探索。納米材料因其具有極好的吸波特性，同時具備了寬頻帶、兼容性好、厚度薄等特點，發(fā)達國家均把納米材料作為新一代隱身材料加以研究和開發(fā)；國內毫米波隱身材料的研究起步于上世紀80年代中期，研究單位主要集中在兵器系統(tǒng)。目前，世界上正在研制的第四代超音速殲擊機，其機體結構采用復合材料、翼身融合體和吸波涂層，使其真正具有了隱身功能，而電磁波吸收型涂料、電磁屏蔽型涂料已開始在隱身飛機上涂裝；美國和俄羅斯的地對空導彈正在使用輕質、寬頻帶吸收、熱穩(wěn)定性好的隱身材料。綜上所述，對于國防兵器工業(yè)來說，對材料的基本要求是提高武器威力，減 6 輕重量、延長壽命、降低成本。我公司在軍用新材料研制方面取得了長足的發(fā)展，先后成功研制了14MnNi、58SiMn等一系列新鋼號，特別是某軍品用材料，國內現(xiàn)有材料的強度已無法滿足其正常工作。從今后軍工企業(yè)發(fā)展趨勢來看，用于軍事工業(yè)的新材料要求具有較高的技術含量，世界范圍內的軍用新材料正向高功能化、超高功能化、復合輕量和智能化的方向發(fā)展。在國外，先進飛機上鈦材重量已達到飛機結構總重的30％35％。軍用復合材料應運而生。納米技術是現(xiàn)代科學和技術相結合的產物，它不僅涉及到現(xiàn)有的一切基礎性科學技術領域，而且在軍事工業(yè)中有著廣泛的應用前景[5]。為適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要，隱身技術在軍事領域占有十分重要的地位。參考文獻[1] 盧清萍．新材料概論[M]．長沙：中南大學出版社，2009.[2] 李麗，王斌．軍用新材料技術的應用進展[J]．科學時代，2010，(3)：2627 [3] [J].先進制造與材料應用技術,2007,15(4)：4547 [4] 彭艷萍．軍用新材料的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．材料導報，2000，14(2)：1416 [5] 江惠民．納米技術及其在新材料領域中的應用與展望[J]．中國陶瓷，2003，39(6)：4951第二篇：新材料在軍工方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢新材料在軍工方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢摘要：隨著現(xiàn)代軍事科技的不斷發(fā)展，促使各國對武器裝備的性能提出了更高的要求。本文主要綜述了國內外軍用結構新材料和功能新材料的研究進展，并對未來軍用新材料的研究趨勢進行了總結。新材料的研制