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在国防军用里,广泛应用着碳纤维,你知道吗

Time:2019-04-20|Author:Admin

在国防军用里,广泛应用着碳纤维,你知道吗

 

近期一些军事和科技强国,纷纷将目光锁定在碳纤维产业发展等相关领域,竞相推出加快发展可再生碳纤维材料计划,并增设创新研究机构,欲重点推动工程纳米技术和碳纤维等6大关键技术领域快速发展,大有群雄逐鹿之势。

 

纤维起源可追溯至1860年,由英国人瑟夫·斯旺在制作电灯灯丝中发明并获得专利。它是一种纤维状碳材料,呈黑色,质坚硬,是一种强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温,又能像铜那样导电,具有电学、热学和力学等综合优异性能的新型材料,因其制造技术难度大、实用价值高,被业界誉为黑色黄金

 

碳纤维外柔内刚,不仅具有碳材料的本质特性,又兼备纺织纤维的柔软和可加工性,是新一代高性能增强纤维。比头发丝还细几倍的碳纤维与树脂、碳、陶瓷、金属等基体,经过特殊复合成型工艺制造,即可获得性能优异的碳纤维复合材料,能够广泛应用于航空、航天、能源、交通、军用装备等众多领域,是国防军工和民用生产生活的重要材料。

 

难上难制造工艺复杂精细

 

20 世纪50年代,为了解决导弹喷管和弹头耐高温、耐腐蚀等关键技术难题,美国率先研制出粘胶基碳纤维。1959年,日本近藤昭男发明了聚丙烯腈基碳纤维。由于碳纤维在军事领域凸显出提升武器装备性能的优异表现,引起了军事强国的高度重视。

 

碳纤维由于其质量小,所以动力消耗少,可节约大量燃料,在不需要提升发动机性能的情况下,极大的改善了飞机和各种导弹的例性能,例如2007年问世的A380超大型民用飞机,复合材料比重占25%左右,百公里油耗不到3公升每人,2010年推出的波音787飞机和空客A350新一代客机用复合材料占整个机体的50%左右,未来甚至还将发展出全复合材料的飞机。上世纪60年代基于我国航空航天领域对碳纤维材料迫切需求的背景下,国内开始组织开展对碳纤维的基础研究工作。

 

但是由于碳纤维的制造工艺复杂、多学科交错、基础技术要求高等原因,直至上世纪80年代,我国虽已建成碳纤维原丝生产线,产品性能基本达到当时日本东丽T200级的水平,但产品质量及稳定性一直未能突破,无法作为航空航天用结构材料,我国一系列重要的导弹型号只能使用性能很差的材料,例如早期的东风-4、东风-31和巨浪-1导弹的壳体均采用落后的低合金高强度钢壳体,其结构重量很大,几乎是同等尺寸下美俄导弹的几倍。

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