A 16 főbb katonai új anyag jelentkezési állapotának és fejlesztési tendenciáinak áttekintése （1 bel

Az anyagtechnika mindig is nagyon fontos terület volt a világ országainak tudományos és technológiai fejlesztési terveiben. Az információs technológiával, a biotechnológiával és az energiatechnológiával együtt olyan csúcstechnológiaként elismerik, amely lefedi az emberiség általános helyzetét a mai társadalomban és a jövőben is. Az anyagok csúcstechnológiája a modern iparág kulcsfontosságú technológiája, amely támogatja a mai emberi civilizációt, és ez egyben az ország nemzetvédelmének legfontosabb anyagi alapja. A védelmi ipar gyakran az új anyagtechnikai eredmények prioritási felhasználója, és az új anyagtechnika kutatása és fejlesztése döntő szerepet játszik a védelmi ipar, valamint a fegyverek és felszerelések fejlesztésében.

Az új katonai anyagok stratégiai jelentősége Az új katonai anyagok a fegyverek és felszerelések új generációjának anyagi alapja, és kulcsfontosságú technológiák a mai világ katonai területén. A katonai új anyagok technológiája egy új anyagtechnika, amelyet a katonai területen használnak, amely a modern kifinomult fegyverek és felszerelések kulcsa, valamint a katonai csúcstechnológia fontos része. A világ minden tájáról származó országok nagy jelentőséggel bírnak az új katonai anyagok technológiájának fejlesztésében. Az új katonai anyagtechnika fejlesztésének felgyorsítása fontos előfeltétele a katonai vezetés fenntartásának.

Új katonai anyagok alkalmazási állapota Az új katonai anyagok két kategóriába sorolhatók: a szerkezeti anyagok és a funkcionális anyagok felhasználásaik szerint. Ezeket elsősorban a repülési iparban, a repülőgépiparban, a fegyveriparban és a hajógyártó iparban használják.
Katonai szerkezeti anyagok 1. Alumíniumötvözet alumíniumötvözet mindig is a legszélesebb körben használt fémszerkezeti anyag volt a katonai iparban. Az alumíniumötvözet alacsony sűrűségű, nagy szilárdságú és jó feldolgozási teljesítmény jellemzői. Szerkezeti anyagként profilokká, csövekké, különféle keresztmetszetekből álló, magas rostos lemezekké alakítható ki kiváló feldolgozási teljesítménye miatt, hogy teljes mértékben lejátsszák az anyag potenciálját, és javítsák az alkatrészek merevségét és erősségét - Ezért az alumíniumötvözet az előnyben részesített könnyű szerkezeti anyag a fegyverek könnyűsúlyához. A légiközlekedési iparban az alumíniumötvözetet elsősorban repülőgépek, válaszfalak, hosszú gerendák és csiszoló rudak gyártására használják; A repülőgépiparban az alumíniumötvözet fontos anyag a indító járművek és az űrhajó szerkezeti részei számára. A fegyverek területén az alumíniumötvözetet sikeresen felhasználták a gyalogos harci járművekben és a páncélozott szállítójárművekben. A nemrégiben kifejlesztett Howitzer pisztolytartók számos új alumíniumötvözet anyagot is használnak. Az utóbbi években csökkent az alumíniumötvözet használata a repülőgépiparban, ám ez még mindig a katonai ipar egyik fő szerkezeti anyaga. Az alumíniumötvözetek fejlődési tendenciája a magas tisztaság, a nagy szilárdság, a nagy szilárdság és a magas hőmérsékleti ellenállás folytatása. A katonai iparban használt alumíniumötvözetek elsősorban alumínium-lítium-ötvözeteket, alumínium-rézötvözeteket (2000 sorozat) és alumínium-cink-magnesium ötvözeteket (7000 sorozat) tartalmaznak. Az új alumínium-lítium-ötvözeteket a repülési iparban használják, és előrejelzések szerint a repülőgépek súlya 8 ~ 15%-kal csökken; Az alumínium-lítium-ötvözetek szintén jelölt szerkezeti anyagokká válnak az űrhajó és a vékonyfalú rakétahéjak számára. A repülőgépipar gyors fejlődésével az alumínium-lítium-ötvözetek kutatási fókuszában továbbra is a vastagságú rossz keménység problémájának megoldása és a költségek csökkentése. 2. A magnéziumötvözetek mint a legkönnyebb mérnöki fém anyag, a magnéziumötvözetek egyedi tulajdonságokkal, például fényspecifikus gravitációval, nagy specifikus szilárdsággal és specifikus merevséggel, jó csillapítással és hővezetőképességgel, erős elektromágneses árnyékolási képességgel és jó rezgéscsökkentéssel rendelkeznek, amelyek nagyban megfeleljen a katonai területek, például a repülőgép, a modern fegyverek és a felszerelések igényeinek. A magnéziumötvözeteket széles körben használják katonai felszerelésekben, például a tartály üléskeretekben, a parancsnok tükrökben, a Gunner's Mirrors -ban, a sebességváltó házában, a motorszűrő ülések, a vízbemeneti és a kimeneti csövek, Olajszűrő házak, szelepfedelek, légzőkészülékek és egyéb jármű alkatrészek; Taktikai légvédelmi rakéta -támogató rekeszek és Aileron bőrök, fali panelek, megerősítő keretek, kormánylapok, válaszfalak és egyéb rakéta alkatrészek; Harcos fúvókák, bombázók, helikopterek, szállító repülőgépek, levegőben lévő radarok, felszíni-levegő rakéták, indító járművek, műholdak és más űrhajó-alkatrészek. A magnéziumötvözetek könnyűek, jó, specifikus szilárdság és merevség, jó a rezgéscsökkentés, az elektromágneses interferencia és az árnyékoló képességek, amelyek megfelelnek a katonai termékek súlycsökkentésére, a zaj abszorpciójára, az ütés abszorpciójára és a sugárzás védelmére vonatkozó követelményeknek. Nagyon fontos pozíciót foglal el a repülőgép- és a nemzetvédelmi építésben, és kulcsfontosságú szerkezeti anyag, amely a repülőgépek, műholdak, rakéták, harcosok, tankok és egyéb fegyverek és felszerelések számára szükséges. 3. A titánötvözet titánötvözet nagy szakítószilárdságú (441 ~ 1470mPa), alacsony sűrűségű (4,5 g/cm3), kiváló korrózióállóság, bizonyos magas hőmérsékleti kitartási szilárdság 300 ~ 550 fokos és jó alacsony hőmérsékletű ütközési szilárdsággal, és ideális, és ideális, és ideális. Könnyű szerkezeti anyag. A titánötvözet a szuperplaszticitás funkcionális jellemzőivel rendelkezik. A szuperplasztikus formázás-diffúziós kötési technológia alkalmazásával az ötvözet komplex formájú és pontos dimenziókkal rendelkező termékekké készíthető, kevés energiával és anyagfogyasztással. A titánötvözet alkalmazása a repülési iparban elsősorban a repülőgép -törzs szerkezeti alkatrészek, a futómű, a tartó gerendák, a motor kompresszor tárcsait, a pengéket és az ízületeket készíti; A repülőgépiparban a titánötvözetet elsősorban rakományt hordozó alkatrészek, keretek, gázhengerek, nyomás edények, turbina szivattyú burkolatok, szilárd rakétamotorok és fúvókák és egyéb alkatrészek készítésére használják. Az 1950 -es évek elején ipari tiszta titánt használtak hőpajzsok, farokfékek, sebességfékek és a hátsó törzs más szerkezeti részei előállításához néhány katonai repülőgépen; Az 1960-as években a titánötvözetek alkalmazása a repülőgép-szerkezetekben kibővült a szárny csúszó, terhelésű válaszfalak, a futómű gerendáinak és más főbb terhelést hordozó szerkezetekké; Az 1970 -es évek óta a titánötvözetek használata a katonai repülőgépekben és a motorokban gyorsan növekedett, a harcosoktól a nagy katonai bombázókig és a szállító repülőgépekig. Az F14 és F15 repülőgépekben történő felhasználása a szerkezeti súly 25% -át teszi ki, és az F100 és a TF39 motorokban történő felhasználása eléri a 25% -ot, illetve 33% -ot; Az 1980 -as évek után a titánötvözet -anyagok és a folyamat -technológiák további fejlesztést értek el, és a B1B repülőgép 90402 kg titánra van szükség. Az űrrepülőgép meglévő titánötvözete közül a legszélesebb körben használt a többcélú A+B típusú ti -6 al -4 V ötvözet. Az utóbbi években a Nyugat és Oroszország egymás után két új típusú titánötvözetet fejlesztett ki, nevezetesen a nagy szilárdságú, a magas mennyiségű, hegeszthető és kialakítható titánötvözeteket, valamint a magas hőmérsékletű, nagy szilárdságú, láng-retardáns titánötvözeteket. Ez a két fejlett titánötvözet jó alkalmazási kilátásokkal rendelkezik a jövőbeni repülőgépiparban.

A modern hadviselés fejlesztésével a hadseregnek multifunkcionális fejlett Howitzer -rendszerre van szüksége, nagy hatalommal, nagy távolsággal, nagy pontossággal és gyors reagálási képességgel. A fejlett Howitzer rendszerek egyik kulcsfontosságú technológiája az új anyagtechnika. Az önjáró tüzérségi tornyok, alkatrészek és könnyű fém páncélozott járművek könnyű tendenciája a fegyverek fejlesztésében elkerülhetetlen tendencia. A dinamika és a védelem biztosítása mellett a titánötvözeteket széles körben használják a hadsereg fegyvereiben. A titánötvözet használata a 155 tüzérségi visszapattanó fékben nemcsak csökkentheti a súlyt, hanem csökkentheti a gravitáció által okozott fegyverhordó deformációját is, ami hatékonyan javítja a lövöldözős pontosságot; A fő harci tartályokon és a helikopter-anti-tank többcélú rakéták néhány összetett alakú alkatrészt titánötvözetből készíthetők, amelyek nemcsak a termék teljesítménykövetelményeinek felelnek meg, hanem csökkenthetik az alkatrészek feldolgozási költségeit is. A múltban hosszú ideig a titánötvözetek alkalmazása nagymértékben korlátozott volt a magas gyártási költségek miatt. Az utóbbi években a világ minden tájáról aktívan fejlesztik az olcsó titánötvözeteket, miközben csökkentik a költségeket, javítaniuk kell a titánötvözetek teljesítményét. Az én hazámban a titánötvözetek gyártási költsége még mindig viszonylag magas. A titánötvözetek használatának fokozatos növekedésével az alacsonyabb gyártási költségek keresése elkerülhetetlen tendencia a titánötvözetek fejlesztésében. 4. Kompozit anyagok 4.1 A gyanta alapú kompozit anyagok A gyanta alapú kompozit anyagok jó formázási feldolgozási képességgel rendelkeznek, nagy specifikus szilárdságú, nagy specifikus modulus, alacsony sűrűség, fáradtság-ellenállás, lengéscsillapítás, kémiai korrózióállóság, jó dielektromos tulajdonságok, alacsony hővezetőképesség és egyéb más Jellemzők, és széles körben használják a katonai iparban. A gyanta alapú kompozit anyagok két kategóriába sorolhatók: hőre keményedés és hőre lágyuló. A hőre keményedő gyanta-alapú kompozit anyagok olyan típusú kompozit anyagok, amelyek különféle hőre keményedő gyantákon alapulnak, és különféle megerősítő szálakkal adják hozzá; Míg a hőre lágyuló gyanták egy olyan lineáris polimer vegyület, amely oldószerekben feloldható, lágyítható és viszkózus folyadékká megolvadhat, és hűtés után szilárdvá teszik. A gyanta alapú kompozit anyagok kiváló átfogó tulajdonságokkal, egyszerű előkészítő technológiával és bőséges alapanyagokkal rendelkeznek. A repülési iparban a gyanta alapú kompozit anyagokat használják repülőgépek szárnyak, törzsek, kanandák, vízszintes farok és motorcsatornák előállításához; Az űrmezőben a gyanta alapú kompozit anyagok nemcsak fontos anyagok a kormányok, a radarok és a levegő bemeneti nyílások számára, hanem felhasználhatók a szilárd rakétamotorok égési kamra hőszigetelő héjának előállítására, és felhasználhatók is. Ableatív hőálló anyagok a motor fúvókákhoz. Az utóbbi években kifejlesztett új cián gyanta kompozit anyagok előnyei vannak az erős nedvességállóság, a jó mikrohullámú dielektromos tulajdonságok és a jó dimenziós stabilitás előnyeinek. Ezeket széles körben használják repülőgép-szerkezeti alkatrészek, a repülőgépek elsődleges és másodlagos terhelésű szerkezeti részei, valamint a radar-antenna burkolatainak előállításában. 4.2 Fém-alapú kompozit anyagok A fém-alapú kompozit anyagok nagy specifikus szilárdságúak, nagy specifikus modulusok, jó magas hőmérsékletű teljesítmény, alacsony hőtágulási együttható, jó dimenziós stabilitás, valamint kiváló elektromos és hővezető képesség. Széles körben használják őket a katonai iparban. Az alumínium, a magnézium és a titán a fém alapú kompozit anyagok fő mátrixjai, és a megerősítő anyagok általában három kategóriába sorolhatók: rostok, részecskék és pofaszakállok. Közülük a részecskékkel erősített alumínium-alapú kompozit anyagok modellezték a modell-ellenőrzést, például az F -16 harcosokban ventrális uszonyként az alumíniumötvözetek helyett, és merevségük és életük jelentősen javul. A szénszálas megerősített alumínium és magnézium-alapú kompozit anyagok nagy specifikus szilárdsággal rendelkeznek, a nulla termikus tágulási együtthatóhoz és a jó dimenziós stabilitáshoz közel, és sikeresen használják a mesterséges műholdas konzolok, az L-sávú sík antennák, az űrteleszkópok, a mesterséges műholdas parabolikus antennák előállításához. stb.; A szilícium-karbid-részecskék megerősített alumínium-alapú kompozit anyagok jó hőmérsékleti teljesítményű és kopási ellenállással rendelkeznek, és felhasználhatók rakéták, rakéta alkatrészek, infravörös és lézerirányító rendszer alkatrészek, precíziós avionikus eszközök stb. Készítésére; A szilícium-karbid-rostokkal megerősített titán-alapú kompozit anyagok jó hőmérsékletű és oxidációs ellenállással rendelkeznek, és ideális szerkezeti anyagok a nagy tolóerő-arányú motorokhoz. Beléptek a fejlett motorok teszt szakaszába. A fegyveripar területén a fém-alapú kompozit anyagok felhasználhatók nagy kaliberű farok stabilizált stabilizált eldobásához, a Sabot páncélos lövöldözős lövedékek, a helikopter/tank elleni többcélú rakéta szilárd motorhéjak és más alkatrészek csökkentése érdekében. A harci fej és a harci képességek javítása. 4.3 A kerámia alapú kompozitok A kerámia alapú kompozitok általános kifejezés az anyagok számára, amelyeket szálakkal, pofaszakállokkal vagy részecskékkel erősítenek meg, és egy bizonyos kompozit eljáráson keresztül kombinálnak kerámia mátrixokkal. Látható, hogy a kerámia alapú kompozitok többfázisú anyagok, amelyek egy második fázisú komponensből állnak, amelyet egy kerámia mátrixba vezetnek be. Ez legyőzi a kerámia anyagok velejáró törékenységét, és a jelenlegi anyagtudományi kutatás egyik legaktívabb aspektusává vált. A kerámia alapú kompozitok alacsony sűrűségű, magas fajtű, jó termomechanikai tulajdonságokkal és termikus sokk-ellenállással rendelkeznek, és a katonai ipar jövőbeli fejlesztésének egyik legfontosabb támogatója. Noha a kerámia anyagok jó hőmérsékleti teljesítményűek, nagyon törékenyek. A kerámia anyagok törékenységének javítására szolgáló módszerek közé tartozik a fázisváltozás megkeményedése, a mikrokrack -edzés, a diszpergált fémkeményedés és a folyamatos szálak edzése. A kerámia alapú kompozitokat elsősorban fúvóka szelepek előállítására használják a repülőgép-gázturbinák számára, amelyek fontos szerepet játszanak a motorok tolóerő-súly arányának javításában és az üzemanyag-fogyasztás csökkentésében. 4.4 Szén-szén kompozitok A szén-szén kompozitok kompozitok, amelyek szénszál-erősítésekből és szénmátrixokból állnak. A szén-szén kompozitok olyan előnyeivel rendelkeznek, mint például a nagy specifikus szilárdság, a jó termikus sokk ellenállás, az erős ablációs rezisztencia és a kijelenthető teljesítmény. A szén-szén kompozit anyagok fejlesztése szorosan kapcsolódik a repülőgép-technológia szigorú követelményeihez. Az 1980-as évek óta a szén-széntartalmú kompozit anyagokkal kapcsolatos kutatások beléptek a teljesítmény és az alkalmazások bővítésének javításába. A katonai ágazatban a szén-szén-szén-dioxid-kompozit anyagok legszembetűnőbb alkalmazása az oxidációellenes szén-széntartalmú orrkúp kupak és az űrsikló szárnyának széle, és a legnagyobb szén-szén-széntermék a szuperszonikus fékbetét. repülőgép. A szén-szén kompozit anyagokat elsősorban ablatív anyagként és termikus szerkezeti anyagként használják a repülőgépben. Pontosabban, ezeket az interkontinentális rakétakövek, szilárd rakéta fúvókák és az űrsiklók szárnyának vezető széleiben használják. Jelenleg a fejlett szén-szén fúvóka anyagok sűrűsége 1,87 ~ 1,97 g/köbcentiméter, a karika szakítószilárdsága pedig 75 ~ 115 MPa. A nemrégiben kifejlesztett, hosszú hatótávolságú, interkontinentális rakéta végesapkák szinte mindegyik szén-szén kompozit anyagból készül. A modern repülési technológia fejlesztésével a repülőgépek rakodási tömege növekszik, és a repülési leszállási sebesség növekszik, ami magasabb követelményeket tesz a repülőgép vészfékezésére. A szén-szén kompozit anyagok könnyűek, magas hőmérsékleten ellenállóak, nagy mennyiségű energiát abszorbeálnak és jó súrlódási tulajdonságokkal rendelkeznek. A belőlük készített fékbetéteket széles körben használják nagysebességű katonai repülőgépekben. 5. ultra-magas szilárdságú acél Az ultra-magas szilárdságú acél a acél, amelynek hozamszilárdsága és szakítószilárdsága meghaladja a 1200 MPa-t, illetve 1400 MPa-t. Kutatják és fejlesztették ki, hogy megfeleljenek a repülőgép -szerkezetek nagy fajtájának követelményeinek. A titánötvözetek és a kompozit anyagok alkalmazásának kibővítése miatt a repülőgépben felhasznált acél mennyisége csökkent, de a repülőgépek kulcsfontosságú terhelést hordozó alkatrészei továbbra is rendkívül nagy szilárdságú acélból készülnek. Jelenleg a nemzetközileg reprezentatív, alacsony ötvözött ultra-magas szilárdságú acél 300 m tipikus acél a repülőgép-futóműhöz. Ezen túlmenően az alacsony ötvözött ultra-nagy szilárdságú acél D6AC egy tipikus szilárd rakéta motorház. Az ultra-magas szilárdságú acél fejlődési tendenciája az, hogy folyamatosan javítsák a keménység és a stressz-korrózióállóságot, miközben biztosítják az ultra-magas szilárdságot. 6. Az előrehaladott magas hőmérsékletű ötvözetek A magas hőmérsékletű ötvözetek kulcsfontosságú anyagok a repülőgép-energiarendszerek számára. A magas hőmérsékletű ötvözetek olyan ötvözetek, amelyek képesek ellenállni bizonyos feszültségeknek 600 ~ 1200 fokos hőmérsékleten, és oxidációs és korrózióállósággal rendelkeznek. Ezek az elsődleges anyagok a repülőgép -motor turbina tárcsák számára. A különféle mátrix-összetevők szerint a magas hőmérsékletű ötvözeteket három kategóriába sorolják: vas alapú, nikkel-alapú és kobalt-alapú. Az 1960-as évek előtt a motor turbina tárcsákat kovácsolt, magas hőmérsékletű ötvözetekből készítették, a tipikus osztályok A286 és az Inconel 718. Az 1970-es években az Egyesült Államok GE gyorsan megszilárdult por Rene95 ötvözetét használt A tolóerő-súly aránya és jelentősen növelte üzemi hőmérsékletét. Azóta a por kohászat -turbina lemezei gyorsan fejlődtek. A közelmúltban az Egyesült Államok egy magas hőmérsékletű ötvözetű turbina lemezt fogadott el, amelyet spray-lerakódás gyors megszilárdulási eljárással gyártottak. A magas hőmérsékleti ötvözetekhez képest a folyamat egyszerű, a költségek csökkennek, és jó kovácsolási feldolgozási teljesítménygel rendelkezik. Ez egy nagy fejlesztési potenciállal rendelkező előkészítő technológia. 7. A Tungfen ötvözet volfrámának a legmagasabb olvadáspontja a fémek között. Kiemelkedő előnye az, hogy a magas olvadáspont jó magas hőmérsékleti erőt és korrózióállóságot hoz az anyaggal, és kiváló tulajdonságokat mutatott a katonai iparban, különösen a fegyverek gyártásában. A fegyveriparban elsősorban különféle páncélos lövedékek lőfegyverek készítésére használják. A volfrám -ötvözetek finomítják az anyagszemcséket, és meghosszabbítják a szemek orientációját a por előkezelési technológiájával és a nagy deformációs erősítő technológiával, ezáltal javítva az anyagok szilárdságát és penetrációs erejét. A hazámban kidolgozott fő harci tartályokhoz kidolgozott fő harci tartályokhoz fűződő 125 ° C-os lövedék volfrám-magja a W-Ni-Fe. Változó sűrűségű kompakt szinterelési folyamatot fogad el, és az átlagos teljesítmény eléri a 1200 MPa szakítószilárdságot, és több mint 15%-ot ér el. A harci műszaki index az, hogy 600 mm vastag homogén acélpáncélba lépjen be 2000 méter távolságra. Jelenleg a volfrám-ötvözeteket széles körben használják a fő harci tartályokban, amelyek nagy képarányú páncélos lövedékekkel, kis- és közepes kaliberű légvédelmi páncélokkal és a HyperVelocity kinetikus energiaprontó lövedékekkel vannak ellátva. Ez miatt a különféle páncélos piszkáló lövedékek erősebb penetrációs képességgel rendelkeznek. 8. Intermetallos vegyületek Az intermetallos vegyületek hosszú távú szuperrácsos struktúrákkal rendelkeznek, és erős fémkötési kötést tartanak fenn, ami számos speciális fizikai és kémiai tulajdonságot és mechanikai tulajdonságot ad nekik. Az intermetallos vegyületek kiváló termikus szilárdsággal rendelkeznek, és fontos új, magas hőmérsékletű szerkezeti anyaggá váltak, amelyet az utóbbi években otthon és külföldön aktívan tanulmányoztak. A katonai iparban intermetallos vegyületeket használtak olyan alkatrészek előállítására, amelyek hőterhelést hordoznak, például a JT90 gázturbinamotor pengéket, amelyeket az amerikai PUAO gyárt, az amerikai légierő által gyártott kis repülőgép -motorok rotorlapátjait, titán alumínium felhasználásával, stb. És Oroszország titán-alumínium intermetall-vegyületeket használ a hőálló ötvözetek helyett dugattyú tetejeként, ami jelentősen javítja a motor teljesítményét. A fegyveripar területén a tartálymotor-töltő turbina anyaga K18 nikkel-alapú, magas hőmérsékletű ötvözet. Magas specifikus gravitációja és nagy kezdő tehetetlensége miatt befolyásolja a tartály gyorsulási teljesítményét. A titán -alumínium intermetallikus vegyületek és oxidációs termékeik alkalmazása jelentősen javította a tartály teljesítményét.