Přezkum stavu aplikace a vývojových trendů 16 hlavních vojenských nových materiálů （1）

Technologie materiálů byla vždy velmi důležitým oborem ve vědeckých a technologických rozvojových plánech zemí po celém světě. Spolu s informačními technologiemi, biotechnologií a energetickou technologií je považována za vysokou technologii, která pokrývá celkovou situaci lidstva v dnešní společnosti a v budoucnu po značnou dobu. High Technology Materials jsou také klíčovou technologií moderního průmyslu, která podporuje dnešní lidskou civilizaci, a je také nejdůležitějším materiálním základem pro národní obranu země. Odvětví obrany je často prioritním uživatelem nových úspěchů pro technologie materiálů a výzkum a vývoj technologií nových materiálů hraje rozhodující roli při rozvoji obranného průmyslu a zbraní a vybavení.

Strategický význam nových vojenských materiálů Nové vojenské materiály jsou materiálním základem nové generace zbraní a vybavení a jsou také klíčovými technologiemi ve vojenské oblasti dnešního světa. Technologie vojenské nové materiály je nová materiálová technologie používaná ve vojenském poli, která je klíčem k moderním sofistikovaným zbraním a vybavením a důležitou součástí vojenské špičkové technologie. Země po celém světě spojily velký význam pro rozvoj nových technologií vojenských materiálů. Zrychlení vývoje nových technologií vojenských materiálů je důležitým předpokladem pro udržení vojenského vedení.

Stav aplikace nových vojenských materiálů Nové vojenské materiály lze rozdělit do dvou kategorií: strukturální materiály a funkční materiály podle jejich použití. Používají se hlavně v leteckém průmyslu, leteckém průmyslu, průmyslu zbraní a stavitelství lodí.
Vojenské strukturální materiály 1. slitiny hliníkové slitiny hliníkové slitiny byla vždy nejpoužívanější kovový strukturální materiál ve vojenském průmyslu. Hliníková slitina má vlastnosti nízké hustoty, vysokou pevnost a dobrý výkon zpracování. Jako strukturální materiál může být vyroben z profilů, potrubí, vysoce žebříků různých průřezů kvůli jeho vynikajícímu výkonu zpracování, aby bylo možné plné hry na potenciál materiálu a zlepšit rigiditu a sílu komponent . Proto je slitina hliníku preferovaným lehkým strukturálním materiálem pro lehké zbraně. V leteckém průmyslu se slitina hliníku používá hlavně k výrobě letadlových kůží, přepážek, dlouhých paprsků a honovacích tyčí; V leteckém průmyslu je slitina hliníku důležitým materiálem pro startovní vozidla a strukturální části kosmických lodí. V oblasti zbraní byla slitina hliníku úspěšně používána v pěchotních bojových vozidlech a obrněných dopravních vozidlech. Nedávno vyvinuté úchyty pro houfnice také používají velké množství nových materiálů z hliníkové slitiny. V posledních letech se používání slitiny hliníku v leteckém průmyslu snížilo, ale stále je to jeden z hlavních strukturálních materiálů ve vojenském průmyslu. Vývojovým trendem slitin hliníku je sledovat vysokou čistotu, vysokou pevnost, vysokou houževnatost a vysokou teplotní odolnost. Hliníkové slitiny používané ve vojenském průmyslu zahrnují hlavně slitiny hliníkových lithia, slitiny hliníkového kopce (série 2000) a slitiny hliníku-zinc-magnesium (řada 7000). Nové slitiny hliníku-lithia se používají v leteckém průmyslu a předpokládá se, že hmotnost letadla klesne o 8 ~ 15%; Hliníkové lithiové slitiny se také stanou kandidátními strukturálními materiály pro kosmické lodě a tenkostěnné raketové skořápky. S rychlým rozvojem leteckého průmyslu je výzkumným zaměřením slitin hliníkových lithia stále vyřešit problém špatné houževnatosti ve směru tloušťky a snížit náklady. 2. slitiny hořčíku jako nejlehčího inženýrského kovového materiálu, slitiny hořčíku mají řadu jedinečných vlastností, jako je světelná gravitace, vysoká specifická pevnost a specifická tuhost, dobrá tlumení a tepelná vodivost, silná schopnost elektromagnetického stínění a dobré redukce vibrací, což velmi mění, které velmi Splňte potřeby vojenských polí, jako je letectví, moderní zbraně a vybavení. Slitiny hořčíku se široce používají ve vojenském vybavení, jako jsou rámy sedadel nádrže, zrcátka velitele, zrcátka, pouzdra převodovky, sedadla pro filtry motoru, vstupy vody a výstupní trubky, sedadla distributora vzduchu, pouzdra na olejové čerpadlo, pouzdra na olejové tepelné výměníky, olejové tepelné výměníky, olejové výměníky, olejové tepelné výměníky, olejové čerpadlo Pouzdra oleje, kryty ventilů, respirátory a další části vozidla; taktická podpora proti raketě taktické proti vzduchové obraně a kůži aileronů, nástěnné panely, rámy výztuže, kormidelní desky, přepážky a další raketové části; Bojové trysky, bombardéry, vrtulníky, dopravní letadla, vzdušné radary, rakety na vzduch, startovací vozidla, satelity a další komponenty kosmických lodí. Slitiny hořčíku mají světlo ve hmotnosti, dobré ve specifické pevnosti a tuhosti, dobré v redukci vibrací, elektromagnetické rušení a silné ve stínění, které mohou splňovat požadavky vojenských produktů pro snižování hmotnosti, absorpci šumu, absorpci šoků a ochranu proti záření. Zaujímá velmi důležité postavení v leteckém a národní obraně a je klíčovým strukturálním materiálem potřebným pro letadla, satelity, rakety, bojovníky, tanky a další zbraně a vybavení. 3. slitina titanové slitiny titanové slitiny Titanium má vysokou pevnost v tahu (441 ~ 1470 mPa), nízká hustota (4,5 g/cm³), vynikající odolnost proti korozi, jistá vysoká teplotní vytrvalost při 300 ~ 550 stupňů a dobrá nízkou teplotu dopadu a je ideální, a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální a je ideální lehký strukturální materiál. Titaniová slitina má funkční vlastnosti superplasticity. Použitím technologie vazby superplastického formování difúzních vazeb může být slitina vyrobena do produktů se složitými tvary a přesnými rozměry s malou energií a spotřebu materiálu. Aplikace slitiny titanu v leteckém průmyslu spočívá hlavně za účelem výroby konstrukčních částí trupu letadel, přistávacího vybavení, podpůrných paprsků, disků kompresoru motoru, čepelí a kloubů; V leteckém průmyslu se slitina titanu používá hlavně k výrobě komponent, rámečků, plynových válců, tlakových nádob, pouzdrů turbínových čerpadel, pevných krych a trysek a jiných částí. Na začátku padesátých let se průmyslový čistý titan používal k výrobě tepelných štítů, ocasních krytů, rychlostních brzd a dalších strukturálních částí zadního trupu na některých vojenských letadlech; V šedesátých letech se aplikace titanových slitin v letadlech expandovala na klapky klouzání, přepážky nesoucích zatížení, paprsky přistávacích zařízení a další hlavní struktury nesoucí zátěž; Od 70. let se používání titanových slitin ve vojenských letadlech a motorech rychle zvýšilo, od bojovníků na velké vojenské bombardéry a dopravní letadla. Jeho použití v letadlech F14 a F15 představuje 25% strukturální hmotnosti a jeho použití v motorech F100 a TF39 dosahuje 25% a 33%; Po osmdesátých letech dosáhly titanového materiálu a technologie procesních technologií další vývoj a letadlo B1B vyžaduje 90402 kg titanu. Mezi stávající titaniové slitiny pro Aerospace je nejpoužívanějším používaným víceúčelový A+B typ Ti -6 al -4 v slitině. V posledních letech Západní a Rusko postupně vyvinuly dva nové typy titanových slitin, jmenovitě vysoce pevných, vysokou tvrzení, svařovatelné a formovatelné titanové slitiny a vysokoteplotní, vysoce pevnou, plamenovou retardantní titanovou slitinu. Tyto dva pokročilé slitiny titanu mají dobré vyhlídky na aplikace v budoucím leteckém průmyslu.

S rozvojem moderní války potřebuje armáda multifunkční pokročilý systém houfnice s velkým výkonem, dlouhým doletem, vysokou přesností a schopností rychlé odezvy. Jednou z klíčových technologií pokročilých systémů Howitzer je nová technologie materiálu. Lehké dělostřelecké věže, komponenty a lehkých kovových obrněných vozidel je nevyhnutelným trendem ve vývoji zbraní. Pod předpokladem zajištění dynamiky a ochrany jsou slitiny titanu široce používány u armádních zbraní. Použití slitiny titanu v 155 dělostřelecké rekoilové brzdy může nejen snížit hmotnost, ale také snížit deformaci hlaveň zbraně způsobené gravitací, což účinně zlepšuje přesnost střelby; Některé složité komponenty na hlavních bitevních tancích a víceúčelových raketách s vrtulníkem-anti-tank mohou být vyrobeny z slitiny titanu, která může nejen splňovat požadavky na výkon produktu, ale také snížit náklady na zpracování komponent. Aplikace slitin titanu byla po dlouhou dobu v minulosti velmi omezena kvůli vysokým výrobním nákladům. V posledních letech se země po celém světě aktivně vyvíjejí nízkonákladové slitiny titanu, zatímco snižují náklady, musí také zlepšit výkon slitin titanu. V mé zemi jsou výrobní náklady na titanové slitiny stále relativně vysoké. S postupným nárůstem používání titanových slitin je hledání nižších výrobních nákladů nevyhnutelným trendem ve vývoji titanových slitin. 4. Kompozitní materiály 4.1 Kompozitní materiály na bázi pryskyřice na bázi pryskyřice mají dobrou zpracovatelnost, vysokou specifickou sílu, vysokou specifickou modul, nízkou hustotu, odolnost proti únavě, absorpce nárazu, odolnost proti chemické korozi, dobré dielektrické vlastnosti, nízká tepelná vodivost a další charakteristiky a jsou široce používány ve vojenském průmyslu. Kompozitní materiály na bázi pryskyřice lze rozdělit do dvou kategorií: termosetting a termoplastic. Kompozitní materiály na bázi pryskyřice na bázi termosetu jsou typem kompozitního materiálu, který je založen na různých termosetových pryskyřicích a přidán s různými výztužnými vlákny; Zatímco termoplastické pryskyřice jsou typem lineárního polymerního sloučeniny, které lze rozpuštěny v rozpouštědlech, změkčené a roztaveny na viskózní kapalinu, když jsou zahřívány, a po chlazení ztuhne na pevnou látku. Kompozitní materiály na bázi pryskyřice mají vynikající komplexní vlastnosti, technologii snadné přípravy a hojné suroviny. V leteckém průmyslu se kompozitní materiály založené na pryskyřici používají k výrobě křídel letadel, trupů, kanark, horizontálních ocasu a motorových kanálů; V leteckém poli jsou kompozitní materiály na bázi pryskyřice nejen důležitými materiály pro kormidla, radary a vzduchové vstupy, ale lze je také použít k výrobě tepelné izolační skořepiny spalovací komory pevných raketových motorů a lze je také použít jako Ablativní tepelně rezistentní materiály pro trysky motoru. Nové kompozitní materiály pro kyanátové pryskyřice vyvinuté v posledních letech mají výhody silné odolnosti vůči vlhkosti, dobrých mikrovlnných dielektrických vlastností a dobré rozměrové stability. Oni se široce používají při výrobě konstrukčních částí leteckých a sekundárních a sekundárních konstrukčních částí letadel a radarových anténních krytí. 4.2 Kovové kompozitní materiály Kovové kompozitní materiály mají vysokou specifickou pevnost, vysoký specifický modul, dobrý výkon s vysokou teplotou, nízký koeficient tepelné roztažnosti, dobrá rozměrová stabilita a vynikající elektrická a tepelná vodivost. Byly široce používány ve vojenském průmyslu. Hliník, hořčík a titan jsou hlavními matricemi kompozitních materiálů na bázi kovů a výztužné materiály lze obecně rozdělit do tří kategorií: vlákna, částice a vousy. Mezi nimi vstoupily kompozitní materiály na bázi hliníku na bázi hliníku, jako je ověření modelu, jako je použití bojovníků F -16 jako ventrální ploutve místo hliníkových slitin a jejich tuhost a život se velmi zlepšují. Kompozitní materiály na bázi hliníku a hořčíku na bázi z uhlíkových vláken mají vysokou specifickou pevnost, téměř koeficientu nulové tepelné roztažnosti a dobré dimenzionální stabilitu a jsou úspěšně používány k výrobě umělých satelitních držáků, rovinných antén L-pásma, kosmickém dalekohledech, kosmickém dalekohledech, umělé satelitní parabolické anténA, antény, antény, antény. atd.; Kompozitní materiály na bázi hliníku na bázi hliníku z křemíku mají dobrý vysoký výkon a odolnost proti opotřebení a lze je použít k výrobě raket, komponent raket, infračervených a laserových poradenských složek, přesných avionických zařízení atd.; Kompozitní materiály na bázi titanu na bázi křemíku z křemíku mají dobrou odolnost proti vysoké teplotě a oxidační odolnost proti oxidaci a jsou ideálními strukturálními materiály pro motory s vysokým poměrem tahu k hmotnosti. Vstoupili do testovací fáze pokročilých motorů. V oblasti zbraní mohou být kompozitní materiály na bázi kovů použity pro stabilizaci stabilizovaného ocasu s velkým kalibrem, které vyřazují projektily pro piercing z brnění, anti-helikoptéru/protitankový víceúčelový raketovou pevnou skořápku motoru a další části, aby se snížila hmotnost, aby se snížila hmotnost hlavice a zlepšení bojových schopností. 4.3 Kompozity na bázi keramiky na bázi keramiky jsou obecným termínem pro materiály, které jsou vyztuženy vlákny, vousy nebo částicemi a kombinovány s keramickými matricemi prostřednictvím určitého kompozitního procesu. Je vidět, že kompozity na bázi keramiky jsou vícefázové materiály složené z druhé fázové složky zavedené do keramické matrice. Překonává inherentní křehkost keramických materiálů a stala se jedním z nejaktivnějších aspektů současného vědeckého výzkumu materiálu. Kompozity na bázi keramiky mají vlastnosti nízké hustoty, vysokou specifickou pevnost, dobré termomechanické vlastnosti a odolnost proti tepelným šokům a jsou jedním z klíčových podpůrných materiálů pro budoucí rozvoj vojenského průmyslu. Ačkoli keramické materiály mají dobrý vysokoteplotní výkon, jsou velmi křehké. Metody ke zlepšení křehkosti keramických materiálů zahrnují zpřísnění změny fáze, ztvrdnutí mikrokracku, rozptýlení kovů a kontinuální zpřísnění vlákna. Kompozity na bázi keramiky se používají hlavně k výrobě tryskových ventilů pro motory turbíny letadla, které hrají důležitou roli při zlepšování poměru tahu k hmotnosti motorů a snížení spotřeby paliva. 4.4 Kompozity uhlíkových uhlíkových skladeb jsou kompozity složené z vyztužení z uhlíkových vláken a uhlíkových matic. Kompozity uhlíkového uhlíku mají řadu výhod, jako je vysoká specifická síla, dobrá odolnost proti tepelnému nárazu, silná odolnost vůči ablaci a navrhovatelný výkon. Vývoj kompozitních materiálů uhlíkových uhlíků úzce souvisí s přísnými požadavky letecké technologie. Od 80. let 20. století vstoupil výzkum kompozitních materiálů uhlíkových uhlíkových uhlíků do stadia zlepšování výkonu a rozšiřování aplikací. Ve vojenském průmyslu je nejvíce poutavou aplikací kompozitních materiálů uhlíkově uhlíkového uhlíku a antioxidační uhlík-uhlík-uhlík z kuželového kužele a přední hrany křídla raketoplánu a největším produktem uhlík-uhlík je brzdová pad nadzvukových letadlo. Kompozitní materiály uhlíkového uhlíku se používají hlavně jako ablativní materiály a tepelné konstrukční materiály v letectví. Konkrétně se používají jako čepice kužele nosu mezikontinentálních raketových hlavic, pevných raketových trysek a předních okrajů raketoplánů. V současné době je hustota pokročilých materiálů uhlíkově uhlíkových trysek 1,87 ~ 1,97 g/kubický centimetr a pevnost v tahu obruče je 75 ~ 115 MPa. Nedávno vyvinuté mezikontinentální koncové koncové čepice s dlouhým dosahem jsou téměř všechny vyrobeny z kompozitních materiálů uhlíkově uhlíku. S rozvojem moderních leteckých technologií se zvyšuje nakládací hmota letadel a rychlost přistání letu roste, což klade vyšší požadavky na nouzové brzdění letadel. Kompozitní materiály uhlíkového uhlíku jsou lehké, odolné proti vysoké teplotě, absorbují velké množství energie a mají dobré tření. Brzdové destičky z nich se široce používají ve vysokorychlostním vojenským letadlech. 5. Ultra vysoká pevnost Ocelová ultra vysoká pevnost Ocel je ocel s výnosnou pevností a pevností v tahu přesahující 1200 MPa a 1400 MPa. Je zkoumán a vyvinut, aby splňoval požadavky vysoce specifických materiálů v letadlech. V důsledku rozšíření aplikace titanových slitin a kompozitních materiálů v letadle se množství oceli použité v letadle snížilo, ale klíčové komponenty na zatížení na letadle jsou stále vyrobeny z ultra vysoké pevné oceli. V současné době je mezinárodně reprezentativní nízká velmi vysoká pevnost ocel 300 m typickou ocel pro přistávací zařízení letadel. Kromě toho je ultra vysoká pevnost ocelového D6AC s nízkou velmi vysokou pevnou pevností typickým materiálem s pevným raketovým motorem. Vývojový trend ultra vysoké pevné oceli je neustálé zlepšování houževnatosti a odolnosti proti korozi napětí a zároveň zajištění ultra vysoké síly. 6. Pokročilé slitiny s vysokou teplotou vysokoteplotní slitiny jsou klíčovými materiály pro systémy letectví. Vysokoteplotní slitiny jsou slitiny, které vydrží určitá napětí při vysokých teplotách 600 ~ 1200 stupňů a mají oxidaci a odolnost proti korozi. Jsou to preferované materiály pro disky turbíny v leteckém motoru. Podle různých komponent matice jsou slitiny s vysokou teplotou rozděleny do tří kategorií: na bázi na bázi železa, nikl a kobalt založené na niklu. Před šedesátými léty byly disky turbíny motorových turbín vyrobeny z padělaných vysokoteplotních slitin, přičemž typickými známkami byly A286 a Inconel 718. V 70. letech se GE Spojených států rychle ztuhl z zpevněných prášků rene95, aby se vytvořily disky motoru CFM56, které se výrazně zvýšily, což se výrazně zvýšilo, což se výrazně zvýšilo, což se zvýšilo poměr tahu k hmotnosti a výrazně zvýšil svou provozní teplotu. Od té doby se práškové metalurgické disky turbíny rychle vyvinuly. Spojené státy nedávno přijaly vysokoteplotní turbínu z lehké turbíny vyrobené procesem rychlého tuhnutí depozice. Ve srovnání s práškovými vysokými teplotami je tento proces jednoduchý, náklady jsou sníženy a mají dobrý výkon zpracování. Je to technologie přípravy s velkým vývojovým potenciálem. 7. wolframová slitina wolfram má nejvyšší bod tání mezi kovy. Jeho vynikající výhodou je, že vysoký bod tání přináší dobrou vysokou teplotu a odolnost proti korozi na materiál a vykazoval vynikající vlastnosti ve vojenském průmyslu, zejména ve výrobě zbraní. V průmyslu zbraní se používá hlavně k výrobě hlavic různých projektilů pro piercing z brnění. Slitiny wolframu zdokonalují zrna materiálů a prodlužují orientaci zrna prostřednictvím technologie předúpravy prášku a technologií posilování velké deformace, čímž se zlepšuje houževnatost a penetrační sílu materiálů. Vlastní materiál wolframu z brnění propínajícího projektilu pro hlavní bitevní tanky vyvinuté v mé zemi je W-ni-Fe. Přijímá proces kompaktního slinování variabilní hustoty a průměrný výkon dosahuje pevnosti v tahu 1200 MPa a prodloužení více než 15%. Bojový technický index je proniknout o 600 mm silné homogenní ocelové brnění ve vzdálenosti 2000 metrů. V současné době jsou slitiny wolframu široce používány v hlavních bitevních tancích s velkými projektily zbroje poměru poměru stran, malé a středně středním kalibrem a protichůdné projektily a hypervelocity kinetické energetické brnění. Díky tomu mají různé projektily pro piercing z brnění silnější penetrační sílu. 8. Intermetalické sloučeniny Intermetalické sloučeniny mají dlouhé rozsah nařízené superlatční struktury a udržují silné vazby kovové vazby, což jim dává mnoho speciálních fyzikálních a chemických vlastností a mechanických vlastností. Intermetalické sloučeniny mají vynikající tepelnou sílu a staly se důležitým novým vysokoteplotním strukturálním materiálem, který byl v posledních letech aktivně studován doma i v zahraničí. Ve vojenském průmyslu byly k výrobě dílů, které nesou tepelné zatížení, jako jsou lopatky plynových turbín MOTORU JT90 vyráběné americkou společností Puao, rotorové čepele malých letadlových motorů vyráběných americkým letectvem pomocí titanového hliníku, jako jsou lopatky plynových turbín JT90, jako jsou lopatky plynového turbína JT90, vyráběné americkou společností Puao, rotorové čepele malých letadlových motorů vyráběných americkým letectvem. atd. A Rusko používá titanové hliníkové intermetalické sloučeniny namísto tepelně rezistentních slitin jako pístových vrcholů, což výrazně zlepšuje výkon motoru. V oboru zbraní je materiálem turbíny pro superchargeru tanků s vysokou teplotou na bázi nikl K18. Díky své vysoké specifické gravitaci a velké počáteční setrvačnost ovlivňuje výkon zrychlení nádrže. Aplikace titanových hliníkových intermetalických sloučenin a jejich oxidačních produktů výrazně zlepšila výkon nádrže.