16の主要な軍事材料のアプリケーションステータスと開発動向のレビュー（1）

材料技術は、世界中の国の科学技術開発計画において常に非常に重要な分野でした。情報技術、バイオテクノロジー、エネルギー技術とともに、今日の社会における人類の全体的な状況をカバーする高技術として、そして将来のかなりの期間にわたって認識されています。材料ハイテクは、今日の人間の文明をサポートする現代産業の重要な技術でもあり、国の国防にとって最も重要な物質的基盤でもあります。防衛産業は、多くの場合、新しい材料技術の成果の優先ユーザーであり、新しい材料技術の研究開発は、防衛産業と武器と機器の開発において決定的な役割を果たします。

新しい軍事資料の戦略的意義新しい軍事材料は、新世代の武器と装備の物質的基礎であり、今日の世界の軍事分野における重要な技術でもあります。 Military New Materials Technologyは、軍事分野で使用される新しい材料技術であり、現代の洗練された武器や装備の鍵であり、軍事高技術の重要な部分です。世界中の国々は、新しい軍事材料技術の開発を非常に重要にしています。新しい軍事材料技術の開発を加速することは、軍事指導者を維持するための重要な前提条件です。

新しい軍事材料の適用状況新しい軍事材料は、構造材料とその用途に応じた機能材料の2つのカテゴリに分けることができます。それらは主に航空業界、航空宇宙産業、武器産業、造船産業で使用されています。
軍事構造材料1。アルミニウム合金アルミニウム合金は、常に軍事産業で最も広く使用されている金属構造材料でした。アルミニウム合金には、低密度、高強度、優れた処理性能の特性があります。構造材料として、材料の可能性に完全な遊びを与え、コンポーネントの剛性と強度を改善するために、プロファイル、パイプ、さまざまな断面の高リブプレートにすることができます。 。したがって、アルミニウム合金は、武器の軽量化に適した軽量構造材料です。航空産業では、アルミニウム合金は主に航空機の皮、隔壁、長い梁、磨きバーの製造に使用されます。航空宇宙産業では、アルミニウム合金は、発射車両と宇宙船の構造部品にとって重要な材料です。武器の分野では、アルミニウム合金は歩兵戦闘車両と装甲輸送車両で成功裏に使用されています。最近開発されたHowitzer Gun Mountsは、多数の新しいアルミニウム合金材料も使用しています。近年、航空宇宙産業でのアルミニウム合金の使用は減少していますが、軍事産業の主要な構造材料の1つです。アルミニウム合金の開発動向は、高純度、高強度、高靭性、高温抵抗を追求することです。軍事産業で使用されるアルミニウム合金には、主にアルミニウムリチウム合金、アルミニウム銅合金（2000シリーズ）、アルミニウム亜鉛マグネシウム合金（7000シリーズ）が含まれます。新しいアルミニウムリチウム合金は航空産業で使用されており、航空機の重量が8〜15％減少すると予測されています。アルミニウムリチウム合金は、宇宙船および薄壁のミサイルシェルの候補構造材料にもなります。航空宇宙産業の急速な発展に伴い、アルミニウムリチウム合金の研究の焦点は、厚さの方向の貧弱さの問題を解決し、コストを削減することです。 2。マグネシウム合金最も軽い工学金属材料としてのマグネシウム合金、マグネシウム合金には、光特異的重力、高い特異的強度と特異的剛性、良好な減衰と熱伝導率、強力な電磁シールド能力、良好な振動還元など、一連のユニークな特性があります。航空宇宙、現代の武器、装備などの軍事分野のニーズを満たします。マグネシウム合金は、タンクシートフレーム、司令官の鏡、ガンナーの鏡、ギアボックスハウジング、エンジンフィルターシート、水インレットとコンセントパイプ、エアディストリビューターシート、オイルポンプハウジング、水ポンプハウジング、石油熱交換器、オイルフィルターハウジング、バルブカバー、呼吸器、その他の車両部品。戦術的な防空ミサイルサポートコンパートメントとエイレロンスキン、壁パネル、補強材、舵プレート、バルクヘッド、その他のミサイル部品。戦闘機、爆撃機、ヘリコプター、輸送航空機、空中レーダー、地対空ミサイル、発射車両、衛星、その他の宇宙船部品。マグネシウム合金は、重量が軽く、特定の強度と剛性が良好で、振動の減少、電磁干渉が良好であり、シールド能力が強く、体重減少、騒音吸収、衝撃吸収、放射線保護のための軍事製品の要件を満たすことができます。航空宇宙と国防建設において非常に重要な位置を占めており、航空機、衛星、ミサイル、戦闘機、戦車、その他の武器や装備に必要な重要な構造材料です。 3.チタン合金チタン合金は、高張力強度（441〜1470mpa）、低密度（4.5g/cm³）、優れた耐食性、300〜550度の特定の高温耐久強度、および良好な低温衝撃靭性を持ち、理想的です軽量構造材料。チタン合金には、超塑性の機能的特性があります。超塑性形成拡散結合技術を使用することにより、合金は、エネルギーと材料の消費がほとんどない複雑な形状と正確な寸法を持つ製品にすることができます。航空業界でのチタン合金の適用は、主に航空機の胴体構造部品、着陸装置、サポートビーム、エンジンコンプレッサーディスク、ブレード、ジョイントを作ることです。航空宇宙産業では、チタン合金は、主に負荷をかける成分、フレーム、ガスシリンダー、圧力容器、タービンポンプケース、固体ロケットエンジンケーシング、ノズルおよびその他の部品を作成するために使用されます。 1950年代初頭、産業用純粋なチタンは、一部の軍用機で後部胴体の熱シールド、テールカバー、スピードブレーキ、その他の構造部分を製造するために使用されました。 1960年代、航空機構造におけるチタン合金の適用は、滑り、荷重を負担するバルクヘッド、着陸装置ビーム、およびその他の主要な負荷を含む構造に拡大しました。 1970年代以来、軍用機やエンジンでのチタン合金の使用は、戦闘機から大規模な軍事爆撃機および輸送機まで、急速に増加しています。 F14およびF15航空機での使用は、構造重量の25％を占めており、F100およびTF39エンジンでの使用はそれぞれ25％と33％に達します。 1980年代以降、チタン合金材料とプロセス技術はさらなる開発を達成し、B1B航空機は90402 kgのチタンを必要とします。航空宇宙用の既存のチタン合金の中で、最も広く使用されているのは、多目的A+BタイプTi -6 al -4 v合金です。近年、西部とロシアは、2つの新しいタイプのチタン合金、すなわち高強度、高粘着性、溶接性、フォーミング可能なチタン合金と高温、高強度、火炎遅延チタン合金を連続して開発しています。これらの2つの高度なチタン合金は、将来の航空宇宙産業において優れたアプリケーションの見通しを持っています。

現代の戦争の発展に伴い、陸軍は、優れたパワー、長距離、高精度、迅速な対応能力を備えた多機能高度なhow弾砲システムを必要としています。高度なHowitzerシステムの重要なテクノロジーの1つは、新しい材料技術です。自発的な砲撃砲塔、コンポーネント、軽い金属装甲車両の軽量化は、武器の開発における避けられない傾向です。ダイナミクスと保護を確保するという前提の下で、陸軍兵器ではチタン合金が広く使用されています。 155砲兵反動ブレーキにおけるチタン合金の使用は、重量を減らすだけでなく、重力によって引き起こされる銃の樽の変形を減らし、射撃の精度を効果的に改善することもできます。メインバトルタンクとヘリコプターアンチタンクの多目的ミサイルの複雑な形のコンポーネントは、製品のパフォーマンス要件を満たすだけでなく、コンポーネントの処理コストを削減できるチタン合金で作ることができます。過去に長い間、製造コストが高いため、チタン合金の適用は大幅に制限されていました。近年、世界中の国々は低コストのチタン合金を積極的に開発していますが、コストを削減しながら、チタン合金の性能を向上させる必要もあります。私の国では、チタン合金の製造コストはまだ比較的高いです。チタン合金の使用が徐々に増加するにつれて、製造コストを削減することは、チタン合金の開発における必然的な傾向です。 4。複合材料4.1樹脂ベースの複合材料樹脂ベースの複合材料は、優れた形成処理可能性、高い特異的強度、高い特異的弾性率、低密度、疲労抵抗、衝撃吸収、化学腐食抵抗、良好な誘電率、低熱伝導率およびその他特徴、そして軍事産業で広く使用されています。樹脂ベースの複合材料は、熱硬化性と熱可塑性の2つのカテゴリに分けることができます。熱硬化樹脂ベースの複合材料は、さまざまな熱硬化樹脂に基づいた複合材料の一種であり、さまざまな補強繊維で添加されます。熱可塑性樹脂は、溶媒に溶解することができる線形ポリマー化合物の一種であり、加熱すると柔らかく溶かし、粘性液体に溶け、冷却後に固体に硬化します。樹脂ベースの複合材料には、優れた包括的な特性、簡単な準備技術、豊富な原材料があります。航空業界では、樹脂ベースの複合材料を使用して、航空機の翼、胴体、カナード、水平尾部、エンジンダクトの製造に使用されます。航空宇宙分野では、樹脂ベースの複合材料は、丸み、レーダー、および空気の入り口にとって重要な材料であるだけでなく、固体ロケットエンジンの燃焼室の熱絶縁シェルの製造にも使用でき、また使用することもできます。エンジンノズル用の耐熱性材料。近年開発された新しいシアン酸樹脂複合材料は、強い水分抵抗、良好なマイクロ波誘電特性、および良好な寸法安定性の利点を持っています。それらは、航空宇宙構造部品の製造、航空機の一次荷重含有構造部品、およびレーダーアンテナカバーの製造に広く使用されています。 4.2金属ベースの複合材料金属ベースの複合材料は、特異的強度、高い特異的弾性率、良好な高温性能、低熱膨張係数、良好な寸法安定性、優れた電気および熱伝導率を持っています。彼らは軍事産業で広く使用されています。アルミニウム、マグネシウム、およびチタンは、金属ベースの複合材料の主要なマトリックスであり、補強材料は一般に、繊維、粒子、ウィスカーの3つのカテゴリに分けることができます。その中で、粒子強化アルミニウムベースの複合材料は、アルミニウム合金の代わりに腹部フィンとしてf -16戦闘機で使用されるなど、モデル検証に入り、その剛性と寿命が大幅に改善されています。炭素繊維強化アルミニウムおよびマグネシウムベースの複合材料は、特異的な強度が高く、熱膨張係数がゼロに近く、寸法安定性が高く、人工衛星ブラケット、Lバンド平面アンテナ、宇宙望遠鏡、人工衛星のパラボリックアンテナの製造に成功裏に使用されます。等。;シリコン炭化物粒子強化アルミニウムベースの複合材料は、高温性能と耐摩耗性が良好であり、ロケット、ミサイルコンポーネント、赤外線およびレーザーガイダンスシステムコンポーネント、精密アビオニクスデバイスなどを作るために使用できます。シリコン炭化物繊維強化チタンベースの複合材料は、高温抵抗と酸化抵抗が良好であり、高推力と重量の比率エンジンに理想的な構造材料です。彼らは高度なエンジンのテスト段階に入りました。武器産業の分野では、金属ベースの複合材料は、大口径の尾を安定化するために使用できます。弾頭と戦闘能力の向上。 4.3セラミックベースの複合材料セラミックベースの複合材料は、特定の複合プロセスを通じて、繊維、ひげ、または粒子で強化され、セラミックマトリックスと組み合わされた材料の一般的な用語です。セラミックベースの複合材料は、セラミックマトリックスに導入された第2相成分で構成される多相材料であることがわかります。セラミック材料の固有の脆性性を克服し、現在の材料科学研究の最も積極的な側面の1つになっています。セラミックベースの複合材料は、低密度、高い特異的強度、優れた熱機械特性、熱衝撃耐性の特性を持ち、軍事産業の将来の発展のための重要なサポート材料の1つです。セラミック材料は高温のパフォーマンスが良好ですが、非常に脆いです。セラミック材料の脆性を改善する方法には、相の強化、マイクロクラックの強化、分散した金属強化、連続繊維強化が含まれます。セラミックベースの複合材料は、主に航空機のガスタービンエンジンのノズルバルブを作成するために使用されます。これは、エンジンの推力と重量の比率を改善し、燃料消費量を減らすのに重要な役割を果たします。 4.4炭素炭素複合材料炭素炭素複合材料は、炭素繊維の補強と炭素マトリックスで構成される複合材料です。炭素炭素複合材料には、高い特異的強度、良好な熱衝撃耐性、強いアブレーション抵抗、設計可能な性能など、一連の利点があります。炭素炭素複合材料の開発は、航空宇宙技術の厳しい要件と密接に関連しています。 1980年代以来、炭素炭素複合材料に関する研究は、パフォーマンスの改善とアプリケーションの拡大段階に入りました。軍事産業では、炭素炭素複合材料の最も人目を引くアプリケーションは、酸化防止炭素炭素ノーズコーンキャップとスペースシャトルの翼の先端であり、最大の炭素炭素製品は超音速のブレーキパッドです航空機。炭素炭素複合材料は、主に航空宇宙のアブレーション材料および熱構造材料として使用されます。具体的には、それらは、大陸間ミサイル弾頭のノーズコーンキャップ、固体ロケットノズル、宇宙シャトルの翼のリーディングエッジとして使用されます。現在、高度なカーボンカーボンノズル材料の密度は1.87〜1.97 g/立方センチメートルであり、フープ引張強度は75〜115 MPaです。最近開発された長距離大陸間ミサイルエンドキャップは、ほぼすべて炭素炭素複合材料でできています。近代的な航空技術の開発により、航空機の負荷塊が増加し、飛行着陸速度が増加しており、航空機の緊急ブレーキングにより高い要件があります。炭素炭素複合材料は、軽量で高温耐性であり、大量のエネルギーを吸収し、良好な摩擦特性を持っています。それらで作られたブレーキパッドは、高速航空機で広く使用されています。 5.超高強度鋼超高強度鋼は、それぞれ1200 MPaと1400 MPaを超える降伏強度と引張強度を持つ鋼です。航空機の構造における高強度材料の要件を満たすために研究および開発されています。航空機へのチタン合金と複合材料の適用の拡大により、航空機で使用される鋼の量は減少しましたが、航空機の主要な負荷を含む成分はまだ超高強度鋼で作られています。現在、国際的に代表的な低合金超高強度鋼300mは、航空機の着陸装置の典型的な鋼鉄です。さらに、低合金の超高強度鋼D6ACは、典型的なソリッドロケットエンジンケーシング材料です。超高強度鋼の開発動向は、超高強度を確保しながら、靭性と応力腐食抵抗を継続的に改善することです。 6.高度な高温合金高温合金は、航空宇宙電力システムの重要な材料です。高温合金は、600〜1200度の高温で特定のストレスに耐えることができ、酸化と耐食性を持つ合金です。それらは、航空宇宙エンジンタービンディスクに適した材料です。異なるマトリックス成分によると、高温合金は、鉄ベース、ニッケルベース、コバルトベースの3つのカテゴリに分かれています。 1960年代以前には、エンジンタービンディスクが偽造された高温合金で作られていました。典型的なグレードはA286およびインコルエル718でした。その推力と重量の比率とその動作温度が大幅に上昇しました。それ以来、粉末冶金タービンディスクは急速に発達しています。最近、米国は、スプレー堆積迅速な固化プロセスによって製造された高温合金タービンディスクを採用しています。粉末の高温合金と比較して、プロセスは単純で、コストが削減され、処理パフォーマンスが良好です。これは、開発の可能性を秘めた準備技術です。 7.タングステン合金タングステンは、金属の中で最高の融点を持っています。その顕著な利点は、高い融点が材料に良好な高温強度と腐食抵抗をもたらし、軍事産業、特に武器の製造において優れた特性を示していることです。武器産業では、主にさまざまな鎧を貫通する発射体の弾頭を作るために使用されます。タングステン合金は、材料の粒を改良し、粉末前処理技術と大きな変形強化技術を通じて穀物の方向を伸ばし、それにより材料の靭性と浸透力を改善します。私の国で開発された主要な戦闘戦車の125秒の鎧張力発射体のタングステンのコア材料はW-Ni-Feです。可変密度コンパクトな焼結プロセスを採用し、平均性能は1200 MPaの引張強度と15％以上の伸長に達します。戦闘技術指数は、2000メートルの距離で厚さ600 mmの均質な鋼鉄の装甲に浸透することです。現在、タングステン合金は、大きなアスペクト比装甲ピアス発射体、中程度および中口径の防空防防防防防止防防防防防防防防防防ジや防防防防防防防防防防防防防意や？や？や？やや難？や？や…やでしょ？？これにより、さまざまな鎧を貫通する発射体には、より強力な浸透力があります。 8.金属間化合物間の金属間化合物は、長距離の超格子構造を秩序化し、強力な金属結合結合を維持しているため、多くの特別な物理的および化学的特性と機械的特性が得られます。金属間化合物は優れた熱強度を持ち、近年自宅と海外で積極的に研究されている重要な新しい高温構造材料になりました。軍事産業では、米国企業Puaoが製造したJT90ガスタービンエンジンブレードなど、チタン空軍が製造した小型航空機エンジンのローターブレードであるJT90ガスタービンエンジンブレードなど、金属間の化合物を製造するために使用されてきました。など、ロシアは、ピストントップとして熱耐性合金の代わりに、チタンアルミニウム間金属間化合物を使用しているため、エンジンの性能が大幅に向上します。武器産業の分野では、タンクエンジンスーパーチャージャータービンの材料は、K18ニッケルベースの高温合金です。特異的重力が高いため、開始慣性が大きいため、タンクの加速性能に影響します。チタンアルミニウム間金属間化合物とその酸化生成物の適用により、タンクの性能が大幅に向上しました。