军事装备中使用的碳纤维复合材料

碳纤维复合材料可用于军事装备 碳纤维 "外柔内刚"，既具有碳材料的本质特征，又具有纺织纤维的柔软性和加工性，是新一代高性能增强纤维。比头发丝薄几倍的碳纤维与树脂、碳、陶瓷、金属等基体，经过特殊的复合成型工艺，可以得到性能优良的碳纤维复合材料，可广泛应用于航空、航天、能源、交通、军事装备等诸多领域，是国防和民用生产生活的重要材料。

据介绍，碳纤维看似简单，但其制造工艺却非常复杂，是一项集多学科、精细化、高精尖技术于一体的系统工程，涉及化工、纺织、材料、精密机械等多学科领域，整个过程包含温湿度、浓度、粘度、流量等数千个参数的高精度控制，稍有不慎就会严重影响碳纤维的性能和质量稳定性，因此远远不是一般的工艺。

国外媒体报道，令人骄傲的F-35战斗机首飞时间一推再推，其中一个很重要的原因，就是超重。为破解这一难题，该公司采取了很多办法，最终采用了高达35%的碳纤维复合材料来大幅减轻机身重量。所以从某种意义上说，是碳纤维复合材料成就了F-35战斗机。

如今，碳纤维复合材料不仅成为实现高隐身性能不可或缺的基础材料，而且还成为衡量武器装备系统先进性能的重要标志。例如，由于许多飞机应用了较高比例的碳纤维复合材料，使得其有效载荷、航程和生存能力都取得了新的突破。

目前F-22战斗机的最大特点之一是良好的隐身性能，这与它大量使用碳纤维复合材料密切相关。此外，其他战机也采用了碳纤维等吸波材料，包括瑞典的巡逻舰舰体也全部采用了复合材料，因而具有高隐身性、高机动性、长寿命等先进作战性能。

航天领域的发展更是锱铢必较。例如，固体火箭发动机的质量每减少1公斤，射程可增加16公里。因此，碳纤维复合材料被大量应用于美国导弹等发动机壳体，未来碳纤维是发展小型化、高机动性、高精度、高突防能力的先进战略武器装备的重要基础。

新型高性能碳纤维复合材料具有较好的稳定性和可靠性，目前已大量应用于高超声速飞行器、国际空间站、先进卫星等装备系统。美国国防部在 "21世纪国防需要的材料研究 "报告中强调，"到2020年，只有复合材料才有可能使装备获得20-25%的性能提升。

现代武器装备的发展，隐身、低能耗、高机动、大载荷等趋势凸显，对碳纤维和复合材料的性能要求越来越高。因此，开发更高强度、更高模量的碳纤维以及与之相配套的高性能作战系统，已成为各军事强国争夺尖端实力的主要着眼点。目前，发达国家主要集中在三个方向：碳纤维、先进树脂和制造技术。

目前，碳纤维的抗拉强度和模量在理论上和实验室中都存在着巨大的潜力和提升空间，因而争夺战正酣。

在树脂研究领域，重点是开发高韧性的热固性树脂，以提高武器装备部件的持久温度，改善韧性、加工性和抗湿热性。而热塑性树脂的开发可以显著提高武器装备的冲击韧性和抗疲劳损伤能力。

现代先进的自动化制造技术，可以实现零部件三维模型的制造集成，适合制造大尺寸和复杂结构件，可以有效提高装备的质量和可靠性，降低成本，从而促进国防工业更好地发展。

近年来，为适应我国国防建设的发展需要，碳纤维及其复合材料已被列为国家重点支持项目。专家认为，未来建设完整、自主的高水平产业链，努力把国家安全利益的核心技术真正掌握在自己手中，是实现中国强军梦的必由之路。