Великий ринок нових матеріалів для військової промисловості (два)

Великий ринок нових матеріалів для військової промисловості (два)

Військово-функціональні матеріали

1. Фотоелектричні функціональні матеріали

Фотоелектричні функціональні матеріали відносяться до матеріалів, що використовуються в оптоелектронній техніці. Вони можуть передавати та обробляти інформацію в поєднанні з фотоелектрикою, і є важливою частиною сучасних інформаційних технологій. Фотоелектричні функціональні матеріали широко використовуються у військовій промисловості. HgCdTe та InSb є важливими матеріалами для інфрачервоних детекторів; Сульфід цинку, селенід цинку та арсенід галію в основному використовуються для виготовлення вікон, капоти та обтічники систем інфрачервоного виявлення літаків, ракет і наземної зброї. Фторид магнію має високу пропускну здатність, сильна стійкість до дощової ерозії та ерозії, і є хорошим матеріалом для передачі інфрачервоного випромінювання. Лазерний кристал і лазерне скло є матеріалами для твердотільних лазерів великої потужності та високої енергії. Типові лазерні матеріали включають рубіновий кристал, ітрій-алюмінієвий гранат, легований неодимом, напівпровідникові лазерні матеріали, і т.д..

2. Матеріали для зберігання водню

Завдяки особливій структурі решітки деяких перехідних кластерних металів, сплави та інтерметалічні сполуки, атоми водню можуть легко проникати в тетраедричні або октаедричні проміжки металевої решітки з утворенням гідридів металів., які називаються матеріалами для зберігання водню.

У боєприпасній промисловості, свинцево-кислотні акумулятори, які використовуються в танках і транспортних засобах, потребують частої зарядки через їх низьку ємність і високу швидкість саморозряду. У цей час, обслуговування та транспортування дуже незручні. Вихідна потужність розряду легко залежить від терміну служби батареї, стан зарядки та температура. В умовах холодної погоди, рушійна швидкість танків значно сповільнюється або взагалі не рушить, що вплине на боєздатність танка. Акумулятор зі сплаву для зберігання водню має переваги високої щільності енергії, стійкість до перезаряду, стійкість до ударів, хороші показники при низьких температурах, довге життя, і т.д.. Має широкі перспективи застосування при розробці майбутніх батарей основних бойових танків.

3. Амортизуючі та демпфуючі матеріали

Демпфування означає явище, коли механічні властивості вільного вібруючого твердого тіла перетворюються на теплову енергію, навіть якщо воно повністю ізольоване від зовнішнього світу. Метою використання функціональних матеріалів з високим демпфіруванням є зменшення вібрації та шуму. тому, амортизаційні матеріали мають велике значення у військовій промисловості.

Застосування міжнародних металевих демпфуючих матеріалів в основному зосереджено в суднобудуванні, авіації, аерокосмічна та інші галузі промисловості. Військово-морські сили США застосували сплав Mn-Cu з високим демпфуванням для виробництва гвинтів підводних човнів, що досягло очевидного амортизаційного ефекту. На Заході, велику увагу приділено дослідженням із застосування демпфуючих матеріалів і технологій у зброї.

У деяких розвинутих країнах створені науково-дослідні установи по застосуванню демпфуючих матеріалів в озброєнні та техніці. Після 1980-х років, технологія демпфування вібрації та шумозаглушення в зарубіжних країнах досягла більшого прогресу. За допомогою застосування CAD/CAM в технології зниження вібрації та шумозаглушення, вони інтегрували дизайн-матеріал-процес-випробування, і здійснив амортизаційне зниження вібрації та шумозаглушення конструкції всієї конструкції.

Міжнародна дослідницька робота з демпфування демпфування демпфування та шумозаглушення матеріалів проводилася приблизно в 1970-х роках, і були досягнуті певні досягнення, але певний розрив порівняно з розвиненими країнами все ж є. Амортизуючі матеріали в основному використовуються в аерокосмічній галузі для виготовлення керуючих дисків або гіроскопічних оболонок ракет, ракети, струменями, і т.д.; У суднобудівній промисловості, для виготовлення пропелерів використовуються демпферні матеріали, компоненти трансмісії та перегородки кабіни, ефективно зменшує вібрацію та шум, створюваний зіткненням поверхні під час зчеплення механічних частин.

У збройовій галузі, вібрація частини трансмісії бака (коробка передач, коробка передач) є складною вібрацією з широким діапазоном частот. Застосування високоефективного амортизаційного цинк-алюмінієвого сплаву та амортизаційної зносостійкої технології поверхневого покриття значно зменшило вібрацію та шум, створюваний частиною трансмісії основного бойового танка.

4. Стелс-матеріали

Розвиток сучасної ударної зброї, особливо поява високоточної ударної зброї, серйозно загрожувала життєздатності озброєння та техніки. Розраховувати лише на посилення захисної здатності зброї вже непрактично. Використання стелс-технологій дозволяє виявити ворога, системи наведення та розвідки неефективні, щоб якомога більше приховати себе й оволодіти ініціативою на полі бою.

Важливим напрямком розвитку сучасного збройового захисту стало пошук і знищення противника першим. Найефективнішим засобом стелс-технології є використання стелс-матеріалів. Дослідження міжнародних стелс-технологій і матеріалів почалися під час Другої світової війни, виникла в Німеччині, розвинувся в Сполучених Штатах і поширився на такі розвинені країни, як Великобританія, Франція і Росія.

Наразі, Сполучені Штати знаходяться на провідному рівні в області стелс-технологій і дослідження матеріалів. В авіаційній сфері, багато країн успішно застосували стелс-технологію для літаків-невидимок; З точки зору звичайного озброєння, Сполучені Штати також провели велику роботу по непомітності танків і ракет, і використовувався для обладнання послідовно. Наприклад, У танку M1A1 Сполучених Штатів використано радіолокаційні та інфрачервоні хвильові стелс-матеріали, і колишній радянський танк Т-80 також був покритий стелс-матеріалами.

До стелс-матеріалів належать структурні поглинаючі міліметрові хвилі матеріали, гумові поглинаючі матеріали міліметрової хвилі та багатофункціональні поглинаючі покриття. Вони можуть не тільки знизити ймовірність відкриття, супроводження та попадання РЛС міліметрового діапазону та системи наведення на міліметровому діапазоні хвиль, але також бути сумісними з ефектами видимого світла, ближній інфрачервоний камуфляж і середній дальній інфрачервоний тепловій камуфляж.

В останні роки, одночасно вдосконалюючи та покращуючи традиційні стелс-матеріали, міжнародне співтовариство прагне до дослідження різноманітних нових матеріалів. Вусачі матеріали, наноматеріали, керамічні матеріали, хіральні матеріали, електропровідні полімерні матеріали, і т.д.. поступово застосовуються до радіолокаційних та інфрачервоних стелс-матеріалів, роблячи покриття тоншим і легшим.

Завдяки чудовим характеристикам поглинання хвиль, а також його широкий діапазон частот, хороша сумісність і тонка товщина, наноматеріали досліджувалися та розроблялися як нове покоління стелс-матеріалів у розвинених країнах; Дослідження внутрішніх стелс-матеріалів міліметрового діапазону в Китаї почалися в середині 1980-х років, і дослідницькі підрозділи в основному зосереджені на системах озброєння. Після років зусиль, переддослідницька робота досягла значного прогресу. Цю технологію можна використовувати для маскування та непомітності різноманітних наземних систем озброєння, наприклад основні бойові танки, 155мм передових гаубичних систем і танків-амфібій.

Наразі, Надзвуковий винищувач четвертого покоління, що розробляється у світі, використовує композитні матеріали, злитий корпус крило-корпус і поглинаюче покриття для його корпусу, завдяки чому він справді має функцію стелс, тоді як покриття, що поглинає електромагнітні хвилі, і покриття, що екранує електромагнітне випромінювання, почали наносити на літаки-невидимки; У ракетах класу «земля-повітря» США і Росії використовуються невидимі матеріали з малою вагою, широкосмугове поглинання та хороша термічна стабільність. Можна передбачити, що дослідження та застосування стелс-технологій стали однією з найважливіших тем у національних оборонних технологіях у світі..

Тенденція індустріалізації нових військових матеріалів

Нові матеріали, які використовуються у військовій промисловості, мають високу технічну змістовність, тому індустріалізація нових військових матеріалів загалом відбувається повільно. Нові військові матеріали в усьому світі розвиваються в напрямку функціональності, надвисокої енергії, композитний легкий і розумний. З цієї точки зору, титанові сплави, композити та наноматеріали мають дуже хороші перспективи індустріалізації у військовій промисловості.

1. Титановий сплав

Титан — це різновид металу з відмінними характеристиками та багатими ресурсами, розроблений у 1950-х роках. У зв’язку зі зростаючим попитом військової промисловості на матеріали високої міцності та низької щільності, значно прискорився процес індустріалізації титанових сплавів. на міжнародному рівні, вага титанових матеріалів на сучасних літаках досягла 30~35% від загальної ваги конструкції літака. Під час “Дев'ята п'ятирічка” період, з метою задоволення потреб авіації, аерокосмічний, військово-морський та інші сектори, Китай взяв титановий сплав одним із пріоритетів розробки нових матеріалів. Очікується, що “Десята п'ятирічка” стане високошвидкісним періодом розробки нових матеріалів і технологій титанового сплаву в Китаї.

2. Композиційні матеріали

Розвиток військових високих технологій вимагає, щоб матеріал більше не був одним конструкційним матеріалом. За таких умов, Китай досяг великих успіхів у розробці та застосуванні передових композитних матеріалів, та його розвиток протягом “Десята п'ятирічка” період буде більш помітним. Напрямок розвитку композиційних матеріалів у 21 столітті – низька вартість, висока продуктивність, багатофункціональність і інтелект.

3. Наноматеріали

Нанотехнології є продуктом поєднання сучасної науки і техніки. Вона не тільки охоплює всі існуючі фундаментальні галузі науки і техніки, але також має широку перспективу застосування у військовій промисловості. З раптовим посиленням майбутньої війни, різні методи виявлення стають все більш досконалими. Щоб задовольнити потреби сучасної війни, Стелс-технологія відіграє дуже важливу роль у військовій сфері. Наноматеріали мають високу швидкість поглинання радіолокаційних хвиль, що забезпечує матеріальну базу для розвитку збройової стелс-технології.