新材料技術是介于基礎科技與應用科技之間的應用性基礎技術。而軍用新材料技術則是用于軍事領域的新材料技術,這部分技術是發(fā)展高技術武器的物質基礎。目前,世界范圍內的軍用新材料技術已有上萬種,并以每年5%的速度遞增,正向高功能化、超高能化、復合輕量和智能化的方向發(fā)展。常見的軍用新材料技術高級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,通常由基體材料和增強劑構成。如碳纖維復合材料,它是一種質輕、強度高的復合材料,主要以聚丙烯腈為原料,也可用人造絲、石油瀝青或煤瀝青為原料,具有強度高、剛度高、耐疲勞、重量輕等優(yōu)點。采用這種材料后,美國的AV-8B垂直起降飛機的重量減輕了27%。F-18戰(zhàn)斗機減輕了10%。先進陶瓷材料先進陶瓷材料是當前世界上發(fā)展最快的高技術材料,它已經(jīng)由單相陶瓷發(fā)展到多相復合陶瓷,由微米級陶瓷復合材料發(fā)展到納米級陶瓷復合材料。先進陶瓷材料主要有功能陶瓷材料和結構陶瓷材料兩大類。其中,在結構材料中,人們已經(jīng)研制出氮化硅高溫結構陶瓷,這種材料不僅克服了陶瓷的致命的脆弱性,而且具有很強的韌性、可塑性、耐磨性和抗沖擊能力,與普通熱燃氣輪機相比,陶瓷熱機的重量可減輕30%,而功率則提高30%,節(jié)約燃料50%。高分子材料高分子材料又稱高分子化合物或高分子聚合物,是由單體聚合而成的分子量較高的化合物,其分子量高達幾千幾百萬。塑料、合成橡膠、合成纖維是當今三大有機合成高分子材料。高分子化合材料除在武器裝備中大量使用外,還可以代替高強度合金用于軍用飛機,可大大減輕其重量,同時,高分子材料也廣泛用于粘結兵器部件,尤其是非金屬比例較大的火箭導彈部件。非晶態(tài)材料非晶態(tài)材料是指用人工方法將晶體材料加工成具有特殊功能的非晶態(tài)物質。非晶態(tài)材料主要包括非晶態(tài)金屬和非晶態(tài)陶瓷氧化物。非晶態(tài)金屬的特點是:強度比相應晶體材料高10倍,搞腐蝕性好,韌性大,電磁性能優(yōu)良,電阻率高,耐磨性好,熱膨脹系數(shù)小。非晶態(tài)陶瓷的主要優(yōu)點是具有耐超高溫性能。功能材料功能材料是指利用聲、光、電、磁、熱、化、生化等效應,能把能量從一種形式轉變成另一種形式的材料。功能材料品種很多,如電子計算機的記憶元件、激光器的工作物質紅寶石、聲納振蕩器的壓電陶瓷,以及超導材料、光學塑料、熱電材料、光敏材料、反激光材料、防輻射與電子材料,等等。新材料技術的軍事應用新材料技術在軍事上的用途十分廣泛,用于武器裝備可使其升級換代,性能大大提高。應用于炮兵武器為了增大火炮的威力,現(xiàn)代火炮的口徑不斷增大。為了提高炮彈的速度,人們已經(jīng)利用高技術材料研制了電磁炮和電熱炮。此外,輕型結構材料對火炮的機動性也具有決定意義,如美國155毫米榴彈炮,在采用輕型新材料后僅重7136千克,比德、法、意三國聯(lián)合研制的FH70和以色列的M71式同口徑火炮要輕30%。目前,許多國家都在利用高技術材料研制超輕型遠距離大威力火炮。由于輕型材料的使用,可以使火炮的體積更小、重量更輕、機動性能更好、彈丸速度更快、威力更大。應用于裝甲防護面對種種現(xiàn)代反裝甲技術的發(fā)展,以及未來戰(zhàn)場對坦克和裝甲車輛構成的全方位威脅,迫切需要進一步提高現(xiàn)代復合裝甲兵防護能力。單從復合裝甲構件來講,就需要進一步開發(fā)具有超高硬度、高韌性和良好焊接性能的裝甲鋼、高強度先進陶瓷、高性能聚合物材料等新一代特殊功能材料。如美軍的MIA1、MIA2主戰(zhàn)坦克,其炮塔和側裙均采用了復合裝甲,內襯板也是復合材料防彈板。而若要使坦克不被擊中,除提高機動性能外,更重要的的是要發(fā)展“主動裝甲”,即能預先識別目標,并利用誘餌觸發(fā)和物理摧毀方法,破壞來襲兵器的“裝甲”。這種“主動裝甲”實際上是一種由復合工程材料制成的合成系統(tǒng),即在復合裝甲中由引入的敏感、傳感、微電子等材料和技術而構成的多功能材料系統(tǒng)。將新的控爆材料,輕質多孔隔熱、隔音、防火與防沖擊材料用于坦克裝甲車輛,就可以保證這些車輛中彈后能繼續(xù)戰(zhàn)斗。應用于導彈、衛(wèi)星、火箭技術決定導彈、衛(wèi)星、火箭重量的主要因素是其推進系統(tǒng)。為了減輕重量并增大推力,通常采取兩種方法:一是要靠高性能的推進劑;二是要采用輕型殼體和各種輕型結構,以及耐高溫材料。戰(zhàn)略導彈和衛(wèi)星的重量每減輕1千克,運載它們的火箭就可減輕500千克。因此,導彈彈體和衛(wèi)星都要使用重量輕、剛度好、耐高溫、彈性強的新性復合材料。美國將火箭發(fā)動機金屬殼體改用石墨纖維復合材料后其重量減輕了38噸,并大大降低了研制成本。而用碳鋁復合材料制造衛(wèi)星的波導管,不僅滿足了軸向鋼度、低膨脹系數(shù)和導電性能等方面的要求,而且使重量減輕了30%。應用于武器戰(zhàn)斗部高技術材料應用于武器的戰(zhàn)斗部,可使其威力得到大大提高。如將高密度鎢合金與貧鈾材料用于穿甲彈,可以提高穿甲侵切力,大長徑比桿式動能彈,可以擊穿600毫米的鋼板。而破甲彈使用了新材料技術后,其侵切深度已大于錐形炮彈的10倍,一些大口徑的射流侵切深度已經(jīng)達到1300毫米,并進一步向高純度冶煉技術、新合金、精密成型和高性能復合化方向發(fā)展。應用于隱形技術現(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)。為應付不同雷達的不同工作方式,現(xiàn)在的隱形飛機已經(jīng)開始有選擇地使用吸收材料。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雷達波,剩下的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。應用于后勤裝備80年代,美軍開發(fā)了一種名叫“高爾泰克斯”的軍用新材料,用這種新材料制成的冬服,不僅比原冬服重量減少28%,保暖性提高20%,而且還可以使雨水進不來,人體蒸發(fā)的汗卻能順利地排出去。日本陸軍研制的含有65%的芳族聚酰胺和35%的耐熱處理棉纖維的混紡織物制成的新型迷彩作訓服,在12秒鐘內能承受800攝氏度高溫,可大大減少戰(zhàn)場燒傷的發(fā)生。
(瞳)