【簡介：】本篇文章給大家談?wù)劇缎滦秃娇蘸教觳牧稀穼?duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料獲重大突破，新材料是什么樣的？有何好處？


2、新材料技術(shù)有什么

本篇文章給大家談?wù)劇缎滦秃娇蘸教觳牧稀穼?duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料獲重大突破，新材料是什么樣的？有何好處？
• 2、新材料技術(shù)有什么作用？
• 3、國產(chǎn)大飛機(jī)C919都用了哪些新材料
• 4、先進(jìn)復(fù)合材料在軍用飛機(jī)上,民用飛機(jī)上有什么應(yīng)用？

中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料獲重大突破，新材料是什么樣的？有何好處？

新材料，是相對(duì)于傳統(tǒng)材料而言，主要是指具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和具有特殊性能的功能材料。這種材料通常是新發(fā)展起來的，或者是正在發(fā)展的材料。這里的結(jié)構(gòu)材料，主要是指在強(qiáng)度、韌性、硬度、彈性等方面優(yōu)于傳統(tǒng)材料，比如非晶態(tài)合金。這里具有特殊性能的功能材料，主要是指具有某些特殊的物理性能，比如精細(xì)陶瓷和光纖。

與傳統(tǒng)材料相比，新材料具有很多的優(yōu)勢(shì)，比如納米材料。納米粒子，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子。納米粒子具有很多特殊的性能。納米粒子具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。這就在一定程度上決定了，它與普通的粒子不同。納米粒子的這些特性，會(huì)給大家?guī)聿灰粯拥氖褂皿w驗(yàn)。納米粒子的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)，均具有與傳統(tǒng)塊體材料不同的優(yōu)勢(shì)。

中國在航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料獲得的重大突破。這里主要是指性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料。我們都知道，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件材料是鎳基合金。航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料需要耐高溫材料。我國在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域所取得的這項(xiàng)突破，來自于南京理工大學(xué)材料評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)教育部工程研究中心陳光教授團(tuán)隊(duì)。陳教授團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)出來的這種新材料，是聚片雙晶鈦鋁單晶。這種新材料的強(qiáng)度、塑性大大增強(qiáng)，它的耐高溫能力更是達(dá)到900℃以上。陳教授團(tuán)隊(duì)所取得的這項(xiàng)突破，確實(shí)是為中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研究，做出了巨大的貢獻(xiàn)。

我們研究新材料的目的，就是為了改善傳統(tǒng)材料中存在的不足，或者是現(xiàn)有材料不能實(shí)現(xiàn)的性能。這是我們所有材料研究者的共同愿望。

新材料技術(shù)有什么作用？

一、人類文明大廈的基石——材料

材料是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類社會(huì)不斷地發(fā)展進(jìn)步，就在于人類能夠利用材料制造工具并用來改造世界。恩格斯說：“自然界為勞動(dòng)提供材料，勞動(dòng)把材料變?yōu)樨?cái)富。”可以說，材料與人類的生存和進(jìn)化息息相關(guān)，因此它被譽(yù)為“人類文明大廈的基石”。

對(duì)于材料，人們比較好理解，如普通鋼鐵、水泥、玻璃等，這些屬于傳統(tǒng)材料。相對(duì)于傳統(tǒng)材料而言，新材料，又稱先進(jìn)材料（Advanced Materials），是指最近研究成功的或正在研制中的具有優(yōu)異特性和功能，能滿足高技術(shù)需求的新型材料。

人類歷史的發(fā)展表明，材料是社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，而新材料則是社會(huì)進(jìn)步的里程碑。材料技術(shù)一直是世界各國科技發(fā)展規(guī)劃中一個(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)。材料高技術(shù)還是支撐當(dāng)今人類文明的現(xiàn)代工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，也是一個(gè)國家國防力量最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。國防工業(yè)往往是新材料技術(shù)成果的優(yōu)先使用者。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。

新材料既是科技發(fā)展的基礎(chǔ)，又是科技進(jìn)步的先導(dǎo)，這是新材料的兩個(gè)顯著特點(diǎn)。比如，半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，使人類進(jìn)入了信息時(shí)代；光纖技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了現(xiàn)代通信技術(shù)的進(jìn)步；新型結(jié)構(gòu)材料和燒蝕防熱材料的出現(xiàn)推動(dòng)了航天技術(shù)和戰(zhàn)略武器的發(fā)展。

在美國國防部制訂的面向21世紀(jì)的國防科技戰(zhàn)略規(guī)劃體系中，把材料與制備工藝技術(shù)定為4個(gè)優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域之一，提出優(yōu)先發(fā)展結(jié)構(gòu)與多功能材料技術(shù)、能量與動(dòng)力材料技術(shù)、光電子材料技術(shù)、有機(jī)與合成功能材料技術(shù)、生物衍生與生物誘發(fā)材料技術(shù)等五大重點(diǎn)。德國分析了世界高技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，提出21世紀(jì)的9大重點(diǎn)領(lǐng)域，首選就是新材料，在總共研發(fā)的80個(gè)課題中，有關(guān)新材料的占到24個(gè)。

毫無疑問，新材料已成為綜合國力競爭的重要領(lǐng)域和國防力量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是提高軍隊(duì)機(jī)械化水平的物質(zhì)支撐和提高信息化程度的基礎(chǔ)條件。因此，許多國家都將開發(fā)新材料置于優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，特別是對(duì)軍用新材料技術(shù)的發(fā)展給予了高度重視。

二、形形色色的新材料

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)材料和具有特異功能的功能材料，主要包括先進(jìn)復(fù)合材料、特種金屬材料、特殊高分子材料、生物醫(yī)用材料及隱形材料等。

1.先進(jìn)復(fù)合材料

先進(jìn)復(fù)合材料是指兩種以上不同性質(zhì)的材料組合形成的一種高級(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)。復(fù)合材料已經(jīng)在航空航天工業(yè)以及各種武器裝備上得到了廣泛應(yīng)用。先進(jìn)復(fù)合材料已成功地應(yīng)用在F－16、F－18、“幻影”2000等軍用飛機(jī)，“民兵”、“三叉戟”、“侏儒”等戰(zhàn)略導(dǎo)彈，以及M－1、T－72、“豹”－Ⅱ等坦克上，并取得了良好的效果。

例如美國的AV－8B垂直起降機(jī)采用這種材料后，重量減輕了27%。F－18戰(zhàn)斗機(jī)減輕了10%，從而大大地提高了飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能。采用復(fù)合材料制成的現(xiàn)代艦船，自重大大減輕，航速也有很大的提高，海上機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)能力更強(qiáng)。20世紀(jì)70年代英國人研制出“喬姆”復(fù)合裝甲，并在新一代坦克上應(yīng)用。這種裝甲共有3層，外層和內(nèi)層為鋼、鋁合金或鐵合金等金屬材料，中間層為塑料、陶瓷、玻璃纖維等非金屬材料。其防破甲彈和碎甲彈的能力，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的均質(zhì)裝甲。

為進(jìn)一步推動(dòng)復(fù)合材料在武器裝備上的應(yīng)用，美國正在實(shí)施“先進(jìn)設(shè)計(jì)復(fù)合材料飛機(jī)”計(jì)劃，預(yù)計(jì)復(fù)合材料將占飛機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的68.5%，并使整個(gè)結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕35%。

2.特種金屬材料

特種金屬材料的代表是鈦合金、形狀記憶合金和貯氫金屬，它們都有自已特殊的本領(lǐng)。

（1）鈦合金

這種合金密度低、強(qiáng)度高，并具有優(yōu)良的抗腐蝕性能和耐高溫性能，是一種理想的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。鈦合金在航空工業(yè)中的應(yīng)用主要是制作飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)件、起落架、支撐梁、發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤、葉片和接頭等。20世紀(jì)70年代以來，鈦合金在軍用飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)中的用量迅速增加，從戰(zhàn)斗機(jī)擴(kuò)大到軍用大型轟炸機(jī)和運(yùn)輸機(jī)。它在F－14和F－15戰(zhàn)斗機(jī)上的用量占結(jié)構(gòu)重量的25%，在F－100和F－39戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上的用量分別達(dá)到25%和33%。80年代以后，鈦合金材料和工藝技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，一架B－lB飛機(jī)需要90402公斤鈦合金材料。同時(shí)鈦合金也越來越受到陸軍的青睞。陸軍自行火炮、裝甲車等重裝備的輕量化可以大大提高機(jī)動(dòng)性能。是武器發(fā)展的必然趨勢(shì)。在保證武器機(jī)動(dòng)性能與防護(hù)性能的前提下，鈦合金在陸軍武器上有著廣泛的應(yīng)用。例如155火炮制退器采用鈦合金后不僅可以減輕重量，還可以減少火炮身管因重力引起的變形，有效地提高了射擊精度；在主戰(zhàn)坦克、直升機(jī)及反坦克多用途導(dǎo)彈上的一些形狀復(fù)雜的構(gòu)件可用鈦合金制造，這既能滿足產(chǎn)品的性能要求又可減少部件的加工費(fèi)用。

（2）形狀記憶合金

1932年，瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到“記憶”效應(yīng)，即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。記憶合金的開發(fā)迄今不過20余年，但由于其在各領(lǐng)域的特效應(yīng)用，卻廣為世人矚目，被譽(yù)為“神奇的功能材料”。

形狀記憶合金可以分為三種：一是單程記憶合金，這種合金在較低的溫度下變形，加熱后可恢復(fù)變形前的形狀，這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現(xiàn)象稱為單程記憶效應(yīng)。二是雙程記憶合金，這種合金在低溫時(shí)變形，一經(jīng)加熱就會(huì)恢復(fù)到高溫時(shí)的形狀，一經(jīng)冷卻又能恢復(fù)到低溫時(shí)的形狀，這種在加熱和降溫過程中存在的形狀記憶現(xiàn)象稱為雙程記憶效應(yīng)。三是全程記憶金屬，這種合金在加熱時(shí)能恢復(fù)到高溫時(shí)的形狀，冷卻時(shí)則變?yōu)槿∠蛳喾葱螤钕嗤牡蜏貢r(shí)的形狀，這種效應(yīng)稱為全程記憶效應(yīng)。

形狀記憶合金已應(yīng)用到航空和太空裝置。如用在軍用飛機(jī)的液壓系統(tǒng)中的低溫配合連接件，歐洲和美國正在研制用于直升飛機(jī)的智能水平旋翼中的形狀記憶合金材料。由于直升飛機(jī)高震動(dòng)和高噪聲使用受到限制，其噪聲和震動(dòng)的來源主要是葉片渦流干擾，以及葉片型線的微小偏差。這就需要一種平衡葉片螺距的裝置，使各葉片能精確地在同一平面旋轉(zhuǎn)。目前已開發(fā)出一種葉片的軌跡控制器，它是用一個(gè)小的雙管形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器控制葉片邊緣軌跡上的小翼片的位置，使其震動(dòng)降到最低。

科學(xué)家還將記憶合金用于制作空中飛機(jī)加油接口，在空中加油機(jī)與作戰(zhàn)飛機(jī)加油管道連接好后，再進(jìn)行電加熱改變溫度，可使接口處記憶合金變形，從而使接口緊密滴油不漏。

記憶合金在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。宇宙空間站上有面積達(dá)幾百平米的自展天線。這種天線如果不經(jīng)過“縮小變形”，是不可能通過現(xiàn)有航天器送上太空的。有了記憶合金，問題就迎刃而解了。人類利用記憶合金，先在地面上制成大面積的拋物線形或平面天線，然后折疊成一團(tuán)，用飛船帶到太空，天線受到太陽照射，溫度發(fā)生變化，折疊的天線因具有“記憶”功能而自然展開，恢復(fù)拋物面形狀。

（3）貯氫金屬

關(guān)于氫氣的化學(xué)常識(shí)可能你已經(jīng)知道了很多，氫能夠燃燒，是一種高熱值的燃料，燃燒1公斤氫可放出143283200焦耳的熱量，常規(guī)燃料中還沒有哪一種可以與它相比呢！而且在燃燒過程中，氫與氧結(jié)合生成水，水對(duì)環(huán)境不會(huì)造成任何污染。所以，可以說氫是最潔凈的燃料。

制取氫的方法很多，例如電解水，但是這要消耗大量能源。在一般情況下，用電解水法制取氫作燃料是不合算的。于是科學(xué)家又在研究更經(jīng)濟(jì)的制氫方法，其中，比較引人注目的一種研制方法叫光分解法。太陽光是一種取之不盡的天然能源，利用太陽光分解海水，這大概是我們尋找無污染能源最有希望的方法。但是，新的問題也隨之出現(xiàn)了。

現(xiàn)在一般都用一種鋼制的耐高壓容器——?dú)錃馄縼碣A存氫氣。瓶里的氫氣即使加到150個(gè)大氣壓，所裝氫氣的重量也不到氣瓶重量的1/100，而且還有爆炸的危險(xiǎn)。顯然，這種貯存方法對(duì)于在工業(yè)上和生活上大量使用氫氣是不合適的。正當(dāng)人們?yōu)榻鉀Q氫氣的貯存問題而苦苦思索之時(shí)，金屬材料的最新研究成果給我們帶來了希望。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有些金屬具有捕捉氫的能力，這類金屬叫做“貯氫”金屬。它們?cè)谝欢ǖ臏囟群捅绕胶夥纸鈮焊叩膲毫ο履軌虼罅课諝錃?，一個(gè)金屬原子可以與兩三個(gè)乃至更多個(gè)氫原子結(jié)合，形成金屬氫化物。當(dāng)我們把這種金屬氫化物加熱時(shí)，它又會(huì)發(fā)生分解而放出氫氣。從理論上講，相當(dāng)于氫氣瓶重量1/3的某些金屬，就能“吸收”與氫氣瓶貯氫容量相當(dāng)?shù)臍錃?，而它的體積卻不到氫氣瓶體積的1/10。具有貯氫能力的金屬和合金已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不少，其中接近實(shí)用化的有鈦鐵合金鑭鎳合金和鎂鎳合金。

貯氫的辦法找到了，氫作為燃料的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。若用氫代替汽油作燃料，可以在各種內(nèi)燃機(jī)中使用，而且不需要對(duì)現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)作多大改動(dòng)即可，甚至還能提高效率40%呢！

由于用貯氫金屬來供應(yīng)氫氣具備了氫氣純度高，儲(chǔ)氫密度高、安全性好和壽命長的特有優(yōu)勢(shì)，貯氫金屬很快在軍事領(lǐng)域受到了青睞。例如，在兵器工業(yè)中，坦克車輛使用的鉛酸蓄電池因容量低、自放電率高而需經(jīng)常充電，此時(shí)維護(hù)和搬運(yùn)十分不便。放電輸出功率容易受電池壽命、充電狀態(tài)和溫度的影響，在寒冷的氣候條件下，坦克車輛起動(dòng)速度會(huì)顯著減慢，甚至不能起動(dòng)，這樣就會(huì)影響坦克的作戰(zhàn)能力。貯氫合金蓄電池具有能量密度高、耐過充、抗震、低溫性能好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在未來主戰(zhàn)坦克蓄電池發(fā)展過程中將具有廣闊的應(yīng)用前景。如果用貯氫金屬來作為作戰(zhàn)飛機(jī)的燃料時(shí)，可以大大提高飛機(jī)的有效載荷、航速和航程，而且可以減少噪音，增加作戰(zhàn)飛機(jī)的隱蔽性。

（4）超導(dǎo)材料

1911年，荷蘭物理學(xué)家昂尼斯（1853年～1926年）發(fā)現(xiàn)，水銀的電阻率并不像預(yù)料的那樣隨溫度降低逐漸減小，而是當(dāng)溫度降到一定值時(shí)，水銀的電阻突然降到零。某些金屬、合金和化合物，在溫度降到絕對(duì)零度附近某一特定溫度時(shí)，它們的電阻率突然減小到無法測(cè)量的現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。超導(dǎo)體由正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)的溫度稱為這種物質(zhì)的轉(zhuǎn)變溫度（或臨界溫度）?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬元素以及數(shù)以千計(jì)的合金、化合物都在不同條件下顯示出超導(dǎo)性。

超導(dǎo)材料和常規(guī)導(dǎo)電材料的性能有很大的不同。一是零電阻性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)電阻為零，能夠無損耗地向千里之外傳輸電能。如果用磁場在超導(dǎo)環(huán)中引發(fā)感生電流，這一電流可以毫不衰減地維持下去。這種“持續(xù)電流”已多次在實(shí)驗(yàn)中被觀察到。二是完全抗磁性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，只要外加磁場不超過一定值，磁力線就不能透入，超導(dǎo)材料內(nèi)的磁場恒為零。三是約瑟夫森效應(yīng)：兩超導(dǎo)材料之間加一薄薄絕緣層（厚度約1納米），形成低電阻，會(huì)有電子對(duì)穿過絕緣層形成電流，而絕緣層兩側(cè)沒有電壓，即絕緣層也成了超導(dǎo)體。當(dāng)電流超過一定值后，絕緣層兩側(cè)出現(xiàn)電壓U，同時(shí)，直流電流變成高頻交流電，并向外輻射電磁波。以上三種特性促使超導(dǎo)材料成為各國投入大量人力、物力進(jìn)行研究的功能材料，并極力將其用于軍事目的。

超導(dǎo)技術(shù)在海軍艦艇上的應(yīng)用。美、英、日等國自20世紀(jì)70年代以來就開展了超導(dǎo)技術(shù)在海軍艦艇方面應(yīng)用的研究，并已初見成效?，F(xiàn)在國際上已有3艘超導(dǎo)電磁推進(jìn)船試驗(yàn)成功。超導(dǎo)電磁力推進(jìn)裝置是按照電磁原理設(shè)計(jì)的，在艦艇上安裝電磁鐵，在磁場和電流的相互作用下，海水向后運(yùn)動(dòng)。在海水的反作用力下，艦艇將獲得向前的推力。超導(dǎo)艦艇既不需要發(fā)動(dòng)機(jī)，也不需螺旋槳，能有效地消除噪音、降低紅外輻射，從而大大提高海軍艦艇的生存能力和快速機(jī)動(dòng)能力和突防能力。

超導(dǎo)技術(shù)在作戰(zhàn)飛機(jī)上的應(yīng)用。大功率、小體積的發(fā)動(dòng)機(jī)是提高作戰(zhàn)飛機(jī)作戰(zhàn)性能的關(guān)鍵因素。隨著超導(dǎo)技術(shù)的不斷突破，為大容量、小型化磁流體發(fā)電機(jī)的研制提供了條件。一旦超導(dǎo)發(fā)電機(jī)實(shí)用化之后，就可以為空中指揮所和預(yù)飛機(jī)中的大型雷達(dá)、大型計(jì)算機(jī)、各種通信設(shè)備等非常耗電的裝備提供高效的動(dòng)力。

超導(dǎo)技術(shù)在軍事偵察、通信、電子對(duì)抗和指揮等方面的應(yīng)用。利用超導(dǎo)材料“約瑟夫森效應(yīng)”制成的儀器設(shè)備，具有靈敏度高、噪聲低、響應(yīng)速度快和能耗小等特點(diǎn)，在軍事偵察、通信、電子對(duì)抗和指揮等方面，都大有用武之地。

軍事超導(dǎo)有線電通信，利用超導(dǎo)電線可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量通信。研究試驗(yàn)表明，超導(dǎo)電線傳輸信息的速度，比光纖系統(tǒng)快得多，可以傳輸幾萬億分之一秒的脈沖?？茖W(xué)家們預(yù)言，未來高超導(dǎo)的遠(yuǎn)距離通信的容量將比光纜大幾百倍，能夠每秒傳輸相當(dāng)于1000部大英百科全書的信息量。同時(shí)，超導(dǎo)電線因?yàn)闊o損耗，可以省去每3～4千米就要設(shè)置的放大器。

軍用超導(dǎo)無線電通信，利用超導(dǎo)材料制作無線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，不僅靈敏度高、帶寬寬，而且可減小天線的尺寸和重量，提高系統(tǒng)的生存能力。英國伯明翰大學(xué)制成的世界上第一臺(tái)超導(dǎo)無線電發(fā)射機(jī)，其發(fā)射距離與常規(guī)發(fā)射機(jī)相比增大10倍。超導(dǎo)材料也是制造通信衛(wèi)星的理想材料，它可以提高信息處理速度，并可使頻率響應(yīng)時(shí)間縮短一半。利用超導(dǎo)材料制造衛(wèi)星天線，其效率可提高90%。

軍事指揮自動(dòng)系統(tǒng)需要高速地處理大量信息。采用具有零電阻特性的超導(dǎo)材料制作計(jì)算機(jī)，由于功耗減小，電路產(chǎn)生的熱量可以忽略不計(jì)，運(yùn)算速度大大提高，而且體積和重量可大幅減小。日本富士通公司研制成功的4位超導(dǎo)微處理機(jī)，與采用砷化鎵技術(shù)的同類處理機(jī)相比，速度快10倍，功耗只有后者的1/500。據(jù)稱，若采用超導(dǎo)材料制作計(jì)算機(jī)，目前的億次巨型計(jì)算機(jī)可制成只有微型個(gè)人計(jì)算機(jī)那么大。這種微型高速計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，必將大大提高軍事指揮效率，同時(shí)也可提高武器制導(dǎo)系統(tǒng)的性能。

利用超導(dǎo)技術(shù)的探測(cè)器件，由于對(duì)磁場和電磁輻射極其敏感，其靈敏度比常規(guī)探測(cè)器件高上千倍，是軍事遙感偵察的理想設(shè)備。正在研制的主要有天基凝視紅外焦面陣列探測(cè)器、微波和毫米波探測(cè)器、磁探測(cè)器等。超導(dǎo)探測(cè)器不僅尺寸小、重量輕、作用距離遠(yuǎn)、探測(cè)靈敏度高，而且具備一般可見光和紅外探測(cè)系統(tǒng)所不具備的全天候以及穿透煙云的探測(cè)能力，并能提供對(duì)低特征目標(biāo)的探測(cè)能力，可廣泛應(yīng)用于航天器的相控陣天線、反潛武器和水雷探測(cè)。

據(jù)悉，新一代超導(dǎo)雷達(dá)也正在研制之中。其天線、發(fā)射機(jī)、收信機(jī)、穩(wěn)頻源、信號(hào)模擬器、濾波器等電子器件全部是采用高超導(dǎo)材料制作而成的，具有低功耗、低噪聲、寬頻帶、高靈敏度、高可靠性以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。用于雷達(dá)系統(tǒng)的超導(dǎo)電子器件，可使雷達(dá)頻譜擴(kuò)展166倍，作用距離提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且可探測(cè)到微弱的信號(hào)。

3.特種高分子材料

高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料。我們接觸的很多天然材料通常是高分子材料組成的，如天然橡膠、棉花、人體器官等。人工合成的化學(xué)纖維、塑料和橡膠等也是如此。

高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看做是高分子的集合。樹枝、獸皮、稻草等天然高分子材料是人類最先使用的材料。在歷史的長河中，紙、樹膠、絲綢等從天然高分子加工而來的產(chǎn)品，一直同人類文明的發(fā)展交織在一起。

從19世紀(jì)開始，人類開始使用改造過的天然高分子材料。火化橡膠和硝化纖維塑料（賽璐珞）是兩個(gè)典型的例子。進(jìn)入20世紀(jì)之后，高分子材料進(jìn)入了大發(fā)展階段。20世紀(jì)20年代末，聚氯乙烯開始大規(guī)模使用。20世紀(jì)30年代初，聚苯乙烯開始大規(guī)模生產(chǎn)。20世紀(jì)30年代末，尼龍開始生產(chǎn)。在經(jīng)歷了20世紀(jì)的大發(fā)展之后高分子材料對(duì)整個(gè)世界的面貌產(chǎn)生了重要的影響?！稌r(shí)代》雜志認(rèn)為塑料是20世紀(jì)人類最重要的發(fā)明。高分子材料在文化領(lǐng)域和人類的生活方式方面也產(chǎn)生了重要的影響。按用途一般將通用高分子材料分為五類，即塑料、橡膠、纖維、涂料和黏合劑。

除了在人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮重要作用外，高分子材料還在軍事上有著廣泛的應(yīng)用，其在軍事裝備中的用量僅次于鋼鐵材料。在單兵防護(hù)裝備方面，最典型的應(yīng)用方式是以纖維形態(tài)應(yīng)用于軍人平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)使用的各種纖維制品（如軍服、帳篷），以橡膠和塑料形態(tài)應(yīng)用于鞋靴、防水抗沖結(jié)構(gòu)層、救生浮力材料、承載件、連接件等方面。重型武器裝備方面，能夠代替高強(qiáng)度合金用于制造軍用飛機(jī)、坦克等重裝備，大大減輕武器的重量。具有強(qiáng)大黏合功能的高分子材料還可以廣泛應(yīng)用于黏結(jié)兵器部件，尤其是非金屬比例較大的火箭導(dǎo)彈部件。

4.生物醫(yī)用材料

生物醫(yī)用材料是用于修補(bǔ)或替換人體有病器官，以恢復(fù)人體機(jī)能而發(fā)展起來的一類材料。生物醫(yī)用材料是研究人工器官和醫(yī)療器械的基礎(chǔ)，已成為材料學(xué)科的重要分支。尤其是隨著生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展和重大突破，生物材料已成為各國科學(xué)家競相進(jìn)行研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。當(dāng)代生物材料已處于實(shí)現(xiàn)重大突破的邊緣。不遠(yuǎn)的將來，科學(xué)家有可能借助于生物材料設(shè)計(jì)和制造整個(gè)人體器官，可以預(yù)見在未來的戰(zhàn)場上，被彈片炸傷的眾多士兵，能夠通過生物醫(yī)用材料很快恢復(fù)健康，迅速重新加入戰(zhàn)斗。

5.隱身材料

現(xiàn)代攻擊武器的發(fā)展，特別是精確打擊武器的出現(xiàn)，使武器裝備的生存力受到了極大的威脅，單純依靠加強(qiáng)武器的防護(hù)能力已不切實(shí)際。采用隱身技術(shù)，使敵方的探測(cè)、偵察系統(tǒng)失去功效，從而盡可能地隱蔽自己，掌握戰(zhàn)場的主動(dòng)權(quán)，搶先發(fā)現(xiàn)并消滅敵人，已成為現(xiàn)代武器防護(hù)的重要發(fā)展方向。隱身技術(shù)的最有效手段是采用隱身材料。國外隱身技術(shù)與材料的研究始于第二次世界大戰(zhàn)期間的德國，在美國得到發(fā)展并擴(kuò)展到英、法、俄羅斯等國家。目前，美國在隱身技術(shù)和材料研究方面處于領(lǐng)先水平。在航空領(lǐng)域，許多國家都已成功地將隱身技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)的隱身；在常規(guī)兵器方面，美國對(duì)坦克、導(dǎo)彈的隱身也已開展了不少工作，并陸續(xù)用于裝備。如美國MlAl坦克上采用了雷達(dá)波和紅外波隱身材料，前蘇聯(lián)T一80坦克也涂敷了隱身材料。

近年來，國外在提高與改進(jìn)傳統(tǒng)隱身材料的同時(shí)，正致力于多種新材料的探索。晶須材料、納米材料、陶瓷材料、導(dǎo)電高分子材料等逐步應(yīng)用于雷達(dá)波和紅外波隱身，使涂層更加薄型化、輕量化。納米材料因其具有極好的吸波特性，同時(shí)具備了寬頻帶、兼容性好、厚度薄等特點(diǎn)，發(fā)達(dá)國家均將其作為新一代隱身材料加以研究和開發(fā)。國內(nèi)毫米波隱身材料的研究起步于80年代中期，研究單位主要集中在兵器系統(tǒng)。經(jīng)過多年的努力，科研工作取得了較大進(jìn)展，該項(xiàng)技術(shù)可用于各類地面武器系統(tǒng)的偽裝和隱身，如主戰(zhàn)坦克、155毫米先進(jìn)加榴炮系統(tǒng)及水陸兩用坦克。

目前，電磁波吸收型涂料、電磁屏蔽型涂料已在隱身飛機(jī)上涂裝；美國和俄羅斯的地對(duì)空導(dǎo)彈正在使用輕質(zhì)、寬頻帶吸收、熱穩(wěn)定性好的隱身材料?？梢灶A(yù)見，隱身技術(shù)的研究和應(yīng)用已成為世界各國國防技術(shù)中最重要的課題之一。

6.光電材料

光電材料是指在光電子技術(shù)中使用的材料，是現(xiàn)代信息科技的重要組成部分。光電材料在軍事工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。碲鎘汞、銻化銦是紅外探測(cè)器的重要材料；硫化鋅、硒化鋅、砷化鎵則主要用于制作飛行器、導(dǎo)彈等紅外探測(cè)系統(tǒng)的窗口、頭罩等。氟化鎂具有較高的透過率、較強(qiáng)的抗雨蝕、抗沖刷能力，是較好的紅外透射材料。激光晶體和激光玻璃是高功率和高能量固體激光器的材料，典型的激光材料有紅寶石晶體、摻釹釔鋁石榴石、半導(dǎo)體激光材料等，它們是激光武器必不可少的重要材料。

新材料是滿足軍事裝備生產(chǎn)的支柱性技術(shù)，對(duì)提高武器裝備性能和軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力有著重要作用。新材料技術(shù)在軍事上的用途十分廣泛，用于武器裝備可使其升級(jí)換代，性能大大提高。隨著新材料技術(shù)的深入發(fā)展，未來的武器裝備的面貌還會(huì)發(fā)生日新月異的變化。

國產(chǎn)大飛機(jī)C919都用了哪些新材料

自20世紀(jì)70年代后，航空工業(yè)中復(fù)合材料的使用量正在不斷地增加。制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)材料包括鋁、鋼和鈦。復(fù)合材料的主要好處是減輕的重量和較簡單的裝配。性能優(yōu)勢(shì)和減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量是軍用飛機(jī)復(fù)合材料發(fā)展的主要推動(dòng)力。雖然商用飛機(jī)正日漸關(guān)注燃油經(jīng)濟(jì)性，但是復(fù)合材料發(fā)展的主要推動(dòng)力是不斷減少生產(chǎn)和維護(hù)成本。復(fù)合材料也用于替換老舊飛機(jī)上的金屬部件。航空材料有很多很多，大致可以分：

1、按基體材料類型分類

按基體材料類型可分為有機(jī)材料基、無機(jī)非金屬材料基和金屬基復(fù)合材料三大類，按有機(jī)材料類型又可分為樹脂基、橡膠基和木質(zhì)基；按樹脂種類分又有熱固性樹脂基和熱塑性樹脂基；按無機(jī)非金屬材料類型可以分為玻璃基、陶瓷基、水泥基和碳基；按陶瓷種類分又有氧化鋁基、氧化鋯基、石英玻璃基等；按金屬種類可以分為鋁基、銅基、鎂基和鈦基等。

2、按增強(qiáng)體類型分類

按增強(qiáng)體的幾何形狀可以分為顆粒增強(qiáng)型、纖維增強(qiáng)型和板狀復(fù)合材料三大類；按顆粒尺寸的大小又可分為彌散增強(qiáng)型和顆粒增強(qiáng)型兩類；按增強(qiáng)纖維的長度可以分為連續(xù)纖維增強(qiáng)型和非連續(xù)增強(qiáng)型兩大類；而按非連續(xù)纖維的長短又有短纖維增強(qiáng)型和晶須增強(qiáng)型之分；按短纖維在復(fù)合材料中的排列方式又有隨機(jī)排列和定向排列之分；按纖維的種類可以分為玻璃纖維增強(qiáng)、碳纖維增強(qiáng)、芳綸纖維增強(qiáng)、氧化鋁纖維增強(qiáng)、氧化鋯纖維增強(qiáng)、石英纖維增強(qiáng)、鈦酸鉀纖維增強(qiáng)和金屬絲增強(qiáng)等；而按金屬絲的種類又可分為鎢絲、鋁絲、不銹鋼絲等；按層壓板增強(qiáng)材料的不同可以分為紙纖維層壓板、布纖維層壓板、木質(zhì)纖維層壓板、石棉纖維層壓板等。

先進(jìn)復(fù)合材料在軍用飛機(jī)上,民用飛機(jī)上有什么應(yīng)用？

為了提高軍用飛機(jī)性能，美國空軍材料研究所早在20世紀(jì)50年代中期就開始尋求比已經(jīng)采用的鋁合金、鈦合金等金屬材料的比強(qiáng)度、比剛度更大的材料。為此，研究開發(fā)了先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料、鋁鋰合金等輕質(zhì)高性能材料。先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料在航空、航天飛行器結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用獲得了成功，現(xiàn)已成為與鋁合金、鈦合金、鋼并駕齊驅(qū)的四大結(jié)構(gòu)材料之一。先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)成為飛機(jī)先進(jìn)性的一個(gè)重要標(biāo)志。

復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)高結(jié)構(gòu)效率和改善飛機(jī)氣動(dòng)彈性與隱身等綜合性能為目的的高新技術(shù)。先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、小型化和高性能化起著至關(guān)重要的作用。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用效果，在高性能戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)現(xiàn)隱身、超聲速巡航、過失速飛行控制，前掠翼飛機(jī)先進(jìn)氣動(dòng)布局的實(shí)際應(yīng)用，艦載攻擊/戰(zhàn)斗機(jī)耐腐蝕性改善和輕質(zhì)化，直升機(jī)長壽命和輕質(zhì)與隱身化等諸多方面得到了展現(xiàn)。復(fù)合材料技術(shù)已成為影響飛機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

美國空軍F-117隱身戰(zhàn)斗機(jī)采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料做成骨架和外面的蒙皮，沒有金屬表面，也沒有金屬鉚釘反射雷達(dá)波；美國1989年首飛的隱身轟炸機(jī)B-2，復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)用量的50%；F-22基本構(gòu)型沒有采用特殊的外形隱身措施，沒有過多犧牲機(jī)動(dòng)性，而它傳奇般的隱身性能主要是通過復(fù)合材料和隱身涂料完成的。而F-35中應(yīng)用復(fù)合材料已占到結(jié)構(gòu)質(zhì)量的30%～35%；“旅游者號(hào)”（Voyager）全復(fù)合材料飛機(jī)于1986年創(chuàng)下了不加油、不著陸連續(xù)環(huán)球飛行9天，航程40 252千米的世界紀(jì)錄，其碳纖維結(jié)構(gòu)用量大于90%，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量只有453 千克，載油量3噸。

軍用飛機(jī)中復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的成功應(yīng)用，給民用飛機(jī)的材料選擇帶來了巨大的影響，波音、空客等干線客機(jī)中復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用比例也越來越高?？湛虯380是550座級(jí)超大型寬體客機(jī)，整機(jī)采用了較多的復(fù)合材料（23%），大大減輕了飛機(jī)重量，減少了油耗和排放，降低了營運(yùn)成本。波音787“夢(mèng)想”飛機(jī)則是200座～300座級(jí)飛機(jī)，航程隨具體型號(hào)不同可覆蓋6 500～16 000千米。它使用碳纖維、有機(jī)纖維、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂以及各種混雜纖維的復(fù)合材料制造了機(jī)翼前緣、壓力容器、引擎罩等構(gòu)件，不僅使結(jié)構(gòu)重量減輕，還提高了飛機(jī)的各種飛行性能。波音787中復(fù)合材料的用量達(dá)50%，這可使其比目前同類飛機(jī)節(jié)省20%的燃油消耗。空客公司由于受到波音公司復(fù)合材料高用量的威脅，計(jì)劃在A350飛機(jī)上將復(fù)合材料的用量再次提高到53%，以形成與波音787飛機(jī)的競爭。而倍受國人關(guān)注的國產(chǎn)大飛機(jī)C919復(fù)合材料的用量也將達(dá)到 20%以上。復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用經(jīng)歷了從次承力構(gòu)件—尾翼主承力構(gòu)件—機(jī)翼—機(jī)身主承力構(gòu)件的發(fā)展，已成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要材料。

關(guān)于《新型航空航天材料》的介紹到此就結(jié)束了。