盤點國防軍工中的碳纖維復合材料

　　

　　現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭既是高技術裝備之戰(zhàn)，也是高性能材料之戰(zhàn)。碳纖維性能優(yōu)異，外柔內剛，兼具電學、熱學和力學等綜合特性。它強度高、韌性好，可大幅提升現(xiàn)代武器裝備系統(tǒng)作戰(zhàn)性能。有著低密度、高強度、高模量、耐高溫、耐嚴寒、耐摩擦、耐腐蝕、導電、抗沖擊、電磁屏蔽效果好等一系列優(yōu)越的性能，除了在民用工業(yè)（例如汽車制造、機械配件、體育用品、高鐵零件等）有廣泛的使用，也是極其重要的軍事戰(zhàn)略材料。

　　

　　

　　

　　“黑色黃金”碳纖維

　　

　　碳纖維起源可追溯至1860年，由英國人瑟夫·斯旺在制作電燈燈絲中發(fā)明并獲得專利。它是一種纖維狀碳材料，呈黑色，質堅硬，是一種強度比鋼大、密度比鋁小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫，又能像銅那樣導電，具有電學、熱學和力學等綜合優(yōu)異性能的新型材料，因其制造技術難度大、實用價值高，被業(yè)界譽為“黑色黃金”。

　　

　　碳纖維“外柔內剛”，不僅具有碳材料的本質特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟和可加工性，是新一代高性能增強纖維。比頭發(fā)絲還細幾倍的碳纖維與樹脂、碳、陶瓷、金屬等基體經過特殊復合成型工藝制造，即可獲得性能優(yōu)異的碳纖維復合材料，能夠廣泛應用于航空、航天、能源、交通、軍用裝備等眾多領域，是國防軍工和民用生產生活的重要材料。

　　

　　難上難：制造工藝復雜精細

　　

　　20世紀50年代，為了解決導彈噴管和彈頭耐高溫、耐腐蝕等關鍵技術難題，美國率先研制出粘膠基碳纖維。1959年，日本近藤昭男發(fā)明了聚丙烯腈基碳纖維。由于碳纖維在軍事領域凸顯出提升武器裝備性能的優(yōu)異表現(xiàn)，引起了軍事強國的高度重視。隨后一些國家重點投入，不斷研制出更高性能、更多品種的碳纖維。日本先后突破高強、高模性兼?zhèn)涞纫幌盗嘘P鍵技術難題，使所研制的碳纖維復合材料獨具優(yōu)異的抗疲勞性能和環(huán)境適應能力，其整體水平一路領先。

　　

　　強中強：國防裝備脫胎換骨

　　

　　據(jù)外媒報道，傲視群雄的F-35戰(zhàn)斗機首飛時間一推再推，其中一個很重要原因，就是超重。為破解這一難題，洛克希德·馬丁公司采取了很多辦法，最終采用多達35%的碳纖維復合材料才大幅降低了機體重量。所以從某種意義上說，是碳纖維復合材料成就了F-35戰(zhàn)機。如今，碳纖維復合材料不僅成為實現(xiàn)高隱身性能不可或缺的基礎性材料，更成為衡量武器裝備系統(tǒng)先進性能的重要標志。比如，由于X-47B、全球鷹、全球觀察者、西風等飛行器應用碳纖維復合材料比例更高，使得其有效載荷、續(xù)航能力和生存能力均實現(xiàn)了新突破。

　　

　　優(yōu)中優(yōu)：事關國家安全利益

　　

　　外軍認為，現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭既是高技術裝備之戰(zhàn)，更是高性能材料之戰(zhàn)。現(xiàn)代武器裝備發(fā)展，隱身化、低能耗、高機動性、大載荷等趨勢凸顯，對碳纖維及復合材料性能要求越來越高。因此研制更高強度、更高模量的碳纖維和與之相匹配的高性能作戰(zhàn)系統(tǒng)，已成為軍事強國比拼尖端實力的重頭戲。目前，發(fā)達國家正在碳纖維、先進樹脂和制造技術三個方向上重點突進。

　　

　　近年來，為適應我國國防建設發(fā)展需要，碳纖維及其復合材料已被列為國家重點支持的項目。專家認為，著眼未來建設完整自主的高水平產業(yè)鏈，努力把事關國家安全利益的核心技術真正掌握在自己手中，乃是實現(xiàn)興國強軍中國夢的必由之路。