張威威?孫贊?張瑞凡

軍用新材料是軍用高技術(shù)的基礎(chǔ)，誰能更快地開發(fā)和應(yīng)用具有特定性能的新材料，誰就擁有最強(qiáng)大的技術(shù)潛力。因此世界各國軍事部門都把軍用新材料的研究開發(fā)放在特殊的地位，各國的軍用高技術(shù)計(jì)劃無不以新材料作為其重要的內(nèi)容之。當(dāng)前新材料的發(fā)展重點(diǎn)是具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和具有特殊功能的功能材料。結(jié)構(gòu)材料包括金屬材料和復(fù)合材料。先進(jìn)復(fù)合材料是指用高性能纖維及編織物增強(qiáng)不同基體所制成的一種高級(jí)材料。先進(jìn)復(fù)合材料是結(jié)構(gòu)材料的主要發(fā)展方向。這種材料的特點(diǎn)是強(qiáng)度大、比重小、具有良好的氣動(dòng)彈性性能，并且能大批量生產(chǎn)。本文對(duì)復(fù)合材料的軍事應(yīng)用進(jìn)行簡要探析。

一、材料的復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢之一

材料的復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢之一。復(fù)合材料是人們運(yùn)用先進(jìn)的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。復(fù)合材料與其它單質(zhì)材料相比具有高比強(qiáng)度、高比剛度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)良的性能，倍受各國技術(shù)人員的重視。因復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性的特點(diǎn)，已成為軍事工業(yè)的一支主力軍，復(fù)合材料技術(shù)是發(fā)展高技術(shù)武器的物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代精良武器裝備的關(guān)鍵。目前軍用復(fù)合材料正向高功能化、超高能化、復(fù)合輕量和智能化的方向發(fā)展，加速復(fù)合材料在航空工業(yè)、航天工業(yè)、兵器工業(yè)和艦船工業(yè)中的應(yīng)用是打贏現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭的有力保障。

二、功能復(fù)合材料在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

功能復(fù)合材料是指除力學(xué)性能以外還提供其他物理性能并包括化學(xué)和生物性能的復(fù)合材料。功能復(fù)合材料設(shè)計(jì)自由度大，按功能一多功能一機(jī)敏一智能的形式逐步升級(jí)。功能復(fù)合材料將具有電、聲、光、熱、磁特性的材料，按不同的應(yīng)用進(jìn)行組合匹配，得到不僅保持原有特性，還產(chǎn)生一些新特性或具有比原來更優(yōu)越特性的材料。目前，功能復(fù)合材料涉及面寬，下面就軍事領(lǐng)域較常用的功能復(fù)合材料做一簡單介紹。

1.隱身材料

隱身材料是實(shí)現(xiàn)武器隱身的物質(zhì)基礎(chǔ)。武器裝備如飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈等使用隱身材料后，可大大減少自身的信號(hào)特征，提高生存能力。聲隱身材料包括消聲材料、隔聲材料、吸聲材料及消聲、隔聲、吸聲的復(fù)合體，主要用于新一代潛艇。雷達(dá)隱身材料能吸收雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的。另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纖維，以及某些陶瓷與有機(jī)聚合物構(gòu)成的復(fù)合材料，有很高的機(jī)械強(qiáng)度，可用于制作部分結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)蒙皮、雷達(dá)天線罩等，同時(shí)又具有隱身功能。紅外隱身材料主要用于車輛、艦艇、軍用飛機(jī)及其他軍用設(shè)施，使這些裝備和設(shè)施的紅外輻射與背景基本達(dá)到一致，敵人的紅外探測器難以分辨。用鋁粉及含有二價(jià)鐵離子的材料作為填充料，加到能透過紅外線的粘結(jié)劑中，可構(gòu)成紅外隱身涂料?？梢姽怆[身材料通常由鋁粉、多金屬氧化物粉和有機(jī)物復(fù)合而成，或由摻雜的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，可形成與背景顏色相匹配的迷彩圖案，滿足可見光隱身的要求。激光隱身材料用來對(duì)抗激光制導(dǎo)武器、激光雷達(dá)和激光測距機(jī)，要求這些材料對(duì)激光的反射率低可吸收率高。對(duì)隱身材料來說，對(duì)某種探測手段的隱身性能好，往往對(duì)另一種探測手段的隱身性能就不好，即隱身材料的相容性問題。為解決這一問題，研制了兼容型隱身材料，如雷達(dá)波、紅外兼容隱身材料，紅外、激光兼容隱身材料，雷達(dá)波、紅外、激光等多種兼容的隱身材料，這是當(dāng)前隱身材料的發(fā)展方向。

2.智能材料

智能材料是把傳感器、致動(dòng)器、光電器件和微型處理機(jī)等埋在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中，具有感知周圍環(huán)境變化，針對(duì)這種變化具有自診斷功能、自適應(yīng)功能、自修復(fù)自愈合功能，且具有自決策功能的復(fù)合材料。智能材料成為當(dāng)前研究的新熱點(diǎn)。飛機(jī)上采用的智能結(jié)構(gòu)是由各種智能材料制成的傳感元件、處理元件和驅(qū)動(dòng)元件組成的，而這3個(gè)組成部分相當(dāng)于人的神經(jīng)、大腦和肌肉。格魯曼公司將光導(dǎo)纖維埋人樹脂基復(fù)合材料制成機(jī)翼以提高飛機(jī)效率，這些光導(dǎo)纖維能像神經(jīng)那樣感知機(jī)翼上因氣候條件變化而引起的壓力變化，根據(jù)光傳輸信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)出指令，通過驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)機(jī)翼前緣和后線自行彎曲。驅(qū)動(dòng)可通過電流由壓電陶瓷變形來實(shí)現(xiàn)，也可通過磁場由磁致伸縮材料變形來實(shí)現(xiàn)，或通過加熱由形狀記憶合金發(fā)生位移來實(shí)現(xiàn)，還可應(yīng)用于無人飛機(jī)上。在磁致伸縮材料中，鐵稀土合金具有最大的磁致伸縮效應(yīng)。智能材料壓電陶瓷制成的傳感器和驅(qū)動(dòng)器可解決機(jī)翼和尾翼的顫振問題，例如F/A—JSE/F垂尾的振動(dòng)試驗(yàn)表明，振動(dòng)減少了8O。

材料技術(shù)一直是世界各國科技發(fā)展規(guī)劃之中的一個(gè)十分重要的領(lǐng)域，它與信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)一起，被公認(rèn)為是當(dāng)今社會(huì)及今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)總攬人類全局的高技術(shù)?，F(xiàn)代化高技術(shù)常規(guī)戰(zhàn)爭極大地提高了武器的對(duì)抗性、精確性，未來的智能武器、隱形武器、電子戰(zhàn)武器、激光武器以及新概念軟殺傷武器等的設(shè)防、跟蹤，使功能材料成為關(guān)鍵技術(shù)，功能復(fù)合新材料技術(shù)的研究和開發(fā)，對(duì)國防工業(yè)和武器裝備的發(fā)展起著決定性的作用。

作者簡介：張威威（1993-1），男，山東省棗莊市人，中國人民解放軍石家莊機(jī)械化步兵學(xué)院一大隊(duì)四隊(duì)16級(jí)學(xué)員。

孫贊（1994-5），男，河北曲陽人，石家莊機(jī)械化步兵學(xué)院一大隊(duì)一隊(duì)2016級(jí)學(xué)員。

張瑞凡（1993-5），男，吉林輝南人，石家莊機(jī)械化步兵學(xué)院一大隊(duì)一隊(duì)2016級(jí)學(xué)員。