軍用新材料是軍用高技術(shù)的基礎(chǔ)，誰(shuí)能更快地開發(fā)和應(yīng)用具有特定性能的新材料，誰(shuí)就擁有最強(qiáng)大的技術(shù)潛力。因此世界各國(guó)軍事部門都把軍用新材料的研究開發(fā)放在特殊的地位，各國(guó)的軍用高技術(shù)計(jì)劃無(wú)不以新材料作為其重要的內(nèi)容之。

      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)材料和具有特殊功能的功能材料。結(jié)構(gòu)材料包括金屬材料和復(fù)合材料。先進(jìn)復(fù)合材料是指用高性能纖維及編織物增強(qiáng)不同基體所制成的一種高級(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)。

       材料的復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。復(fù)合材料是人們運(yùn)用先進(jìn)的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。復(fù)合材料與其它單質(zhì)材料相比具有高比強(qiáng)度、高比剛度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)良的性能，倍受各國(guó)技術(shù)人員的重視。因復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性的特點(diǎn)，已成為軍事工業(yè)的一支主力軍，復(fù)合材料技術(shù)是發(fā)展高技術(shù)武器的物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代精良武器裝備的關(guān)鍵。目前軍用復(fù)合材料正向高功能化、超高能化、復(fù)合輕量和智能化的方向發(fā)展，加速?gòu)?fù)合材料在航空工業(yè)、航天工業(yè)、兵器工業(yè)和艦船工業(yè)中的應(yīng)用是打贏現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)的有力保障。

      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地應(yīng)用。隨著復(fù)合材料技術(shù)不斷發(fā)展，應(yīng)用的結(jié)構(gòu)部件已由次承力件發(fā)展到主承力件，而巳應(yīng)用面逐步擴(kuò)大。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”、“株儒”等戰(zhàn)略導(dǎo)彈，以及M—L、T—72、“豹”－－Ⅱ等坦克上，并取得了良好的效果。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(guó)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％。隱形材料是特種功能復(fù)合材料的重要發(fā)展方向。

      功能復(fù)合材料在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用功能復(fù)合材料是指除力學(xué)性能以外還提供其他物理性能并包括化學(xué)和生物性能的復(fù)合材料。功能復(fù)合材料設(shè)計(jì)自由度大，按功能一多功能一機(jī)敏一智能的形式逐步升級(jí)。功能復(fù)合材料將具有電、聲、光、熱、磁特性的材料，按不同的應(yīng)用進(jìn)行組合匹配，得到不僅保持原有特性，還產(chǎn)生一些新特性或具有比原來(lái)更優(yōu)越特性的材料。現(xiàn)代化高技術(shù)常規(guī)戰(zhàn)爭(zhēng)極大地提高了武器的對(duì)抗性、精確性，未來(lái)的智能武器、隱形武器、電子戰(zhàn)武器、激光武器以及新概念軟殺傷武器等的設(shè)防、跟蹤，使功能材料成為關(guān)鍵技術(shù)。目前，功能復(fù)合材料涉及面寬，下面就軍事領(lǐng)域較常用的功能復(fù)合材料做一簡(jiǎn)單介紹。

隱身材料

      隱身材料是實(shí)現(xiàn)武器隱身的物質(zhì)基礎(chǔ)。武器裝備如飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈等使用隱身材料后，可大大減少自身的信號(hào)特征，提高生存能力。聲隱身材料包括消聲材料、隔聲材料、吸聲材料及消聲、隔聲、吸聲的復(fù)合體，主要用于新一代潛艇。雷達(dá)隱身材料能吸收雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的。另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纖維，以及某些陶瓷與有機(jī)聚合物構(gòu)成的復(fù)合材料，有很高的機(jī)械強(qiáng)度，可用于制作部分結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)蒙皮、雷達(dá)天線罩等，同時(shí)又具有隱身功能。紅外隱身材料主要用于車輛、艦艇、軍用飛機(jī)及其他軍用設(shè)施，使這些裝備和設(shè)施的紅外輻射與背景基本達(dá)到一致，敵人的紅外探測(cè)器難以分辨。用鋁粉及含有二價(jià)鐵離子的材料作為填充料，加到能透過(guò)紅外線的粘結(jié)劑中，可構(gòu)成紅外隱身涂料?？梢姽怆[身材料通常由鋁粉、多金屬氧化物粉和有機(jī)物復(fù)合而成，或由摻雜的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，可形成與背景顏色相匹配的迷彩圖案，滿足可見光隱身的要求。激光隱身材料用來(lái)對(duì)抗激光制導(dǎo)武器、激光雷達(dá)和激光測(cè)距機(jī)，要求這些材料對(duì)激光的反射率低可吸收率高。對(duì)隱身材料來(lái)說(shuō)，對(duì)某種探測(cè)手段的隱身性能好，往往對(duì)另一種探測(cè)手段的隱身性能就不好，即隱身材料的相容性問題。為解決這一問題，研制了兼容型隱身材料，如雷達(dá)波、紅外兼容隱身材料，紅外、激光兼容隱身材料，雷達(dá)波、紅外、激光等多種兼容的隱身材料，這是當(dāng)前隱身材料的發(fā)展方向。

       應(yīng)用于隱身的現(xiàn)代隱身技術(shù)，除了熱紅外線和自身電磁隱身外，主要使用新型吸收波材料，即在飛機(jī)表面涂抹能大量吸收雷達(dá)波的新型介質(zhì)材料，將雷達(dá)電磁波吸收，使雷達(dá)無(wú)法發(fā)現(xiàn)，納米復(fù)合材料是隱身吸波材料研究的重要方向。為應(yīng)付不同雷達(dá)的不同工作方式，現(xiàn)在的隱身飛機(jī)已經(jīng)開始有選擇地使用吸收材料。目前，美、英等國(guó)正進(jìn)行主動(dòng)抵消技術(shù)的研究，即利用吸收材料先吸收大部分雷達(dá)波，剩下的少量的反射波再利用主動(dòng)抵消技術(shù)將其全部抵消，雷達(dá)就會(huì)完全失去作用。美國(guó)的F一¨7戰(zhàn)斗機(jī)采用6種吸波材料，機(jī)身機(jī)翼和V型垂尾外表面貼吸波薄板或鐵氧體復(fù)合涂層，起到很好的隱身效果，在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中出動(dòng)1000多架次而無(wú)一受損，在國(guó)際上引起了極大的反響，可見隱身材料在高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位。

      隱形材料可以吸收大量的雷達(dá)波信號(hào)，從而達(dá)到防探測(cè)的目的。它可以涂復(fù)在飛行器外表上，也可作為飛行器的蒙皮構(gòu)件。好的吸波材料可以吸收雷達(dá)波99％以上的能量。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的F—L17A隱形飛機(jī)，除了具有良好的隱形外形和進(jìn)氣道設(shè)計(jì)外，主要是涂復(fù)了良好吸波材料。美國(guó)最新研制的新一代戰(zhàn)斗機(jī)F－－22，也大量采用丁吸波材料，因而具有良好的隱形性能。

       軍用新材料是軍用高技術(shù)的基礎(chǔ)，誰(shuí)能更快地開發(fā)和應(yīng)用具有特定性能的新材料，誰(shuí)就擁有最強(qiáng)大的技術(shù)潛力。因此世界各國(guó)軍事部門都把軍用新材料的研究開發(fā)放在特殊的地位，各國(guó)的軍用高技術(shù)計(jì)劃無(wú)不以新材料作為其重要的內(nèi)容之。

智能材料

       智能材料是把傳感器、致動(dòng)器、光電器件和微型處理機(jī)等埋在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中，具有感知周圍環(huán)境變化，針對(duì)這種變化具有自診斷功能、自適應(yīng)功能、自修復(fù)自愈合功能，且具有自決策功能的復(fù)合材料。智能材料成為當(dāng)前研究的新熱點(diǎn)。飛機(jī)上采用的智能結(jié)構(gòu)是由各種智能材料制成的傳感元件、處理元件和驅(qū)動(dòng)元件組成的，而這3個(gè)組成部分相當(dāng)于人的神經(jīng)、大腦和肌肉。格魯曼公司將光導(dǎo)纖維埋人樹脂基復(fù)合材料制成機(jī)翼以提高飛機(jī)效率，這些光導(dǎo)纖維能像神經(jīng)那樣感知機(jī)翼上因氣候條件變化而引起的壓力變化，根據(jù)光傳輸信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)出指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)機(jī)翼前緣和后線自行彎曲。驅(qū)動(dòng)可通過(guò)電流由壓電陶瓷變形來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)磁場(chǎng)由磁致伸縮材料變形來(lái)實(shí)現(xiàn)，或通過(guò)加熱由形狀記憶合金發(fā)生位移來(lái)實(shí)現(xiàn)，還可應(yīng)用于無(wú)人飛機(jī)上。在磁致伸縮材料中，鐵稀土合金具有最大的磁致伸縮效應(yīng)。智能材料壓電陶瓷制成的傳感器和驅(qū)動(dòng)器可解決機(jī)翼和尾翼的顫振問題，例如F／A—JSE／F垂尾的振動(dòng)試驗(yàn)表明，振動(dòng)減少了8O。

       智能材料還將在其他領(lǐng)域發(fā)揮它的聰明才智，例如美國(guó)正在制造一種小型智能炸彈?？墒挂患苤匦娃Z炸機(jī)同時(shí)精確攻擊數(shù)百個(gè)獨(dú)立目標(biāo)，還準(zhǔn)備給這種炸彈裝上智能引信，巧妙地做到“不見目標(biāo)不拉弦”。在地面作戰(zhàn)中，若要使坦克不被擊中，除提高機(jī)動(dòng)性能外。更重要的是發(fā)展“主動(dòng)裝甲”，即能預(yù)先識(shí)別目標(biāo)。并利用誘餌觸發(fā)和物理摧毀方法，破壞來(lái)襲兵器的由復(fù)合材料制成的合成系統(tǒng)，即在復(fù)合裝甲中引入敏感、傳感、微電子等材料和技術(shù)而構(gòu)成的多功能智能材料系統(tǒng)。將新的控爆材料，輕質(zhì)多孔隔熱、隔音、防火與防沖擊材料用于坦克裝甲車輛，就可以保證這些車輛中彈后能繼續(xù)戰(zhàn)斗。總之，智能材料雖然尚處于早期開發(fā)階段，但正孕育著新的突破和大的發(fā)展。設(shè)計(jì)和合成智能材料需要解決許多關(guān)鍵技術(shù)問題，智能材料這一復(fù)雜體系的材料復(fù)合應(yīng)能仿照生物模型，確保在設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)層次上將多種功能集于一體，建立起傳感、驅(qū)動(dòng)和控制網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)建立數(shù)學(xué)或力學(xué)模型，進(jìn)一步優(yōu)化。

軍用復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性

      復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域。但復(fù)合材料的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性問題，它涉及環(huán)境載荷、設(shè)計(jì)要求、材料選材、成型方法及工藝過(guò)程、力學(xué)分析、檢驗(yàn)測(cè)試、維護(hù)與修補(bǔ)、安全性、可靠性及成本等諸多因素。對(duì)于飛機(jī)、火箭等軍用材料減輕結(jié)構(gòu)重量、提高有效載荷是設(shè)計(jì)者追求的永恒主題。材料的設(shè)計(jì)應(yīng)從最大限度的安全性、可靠性出發(fā)來(lái)考慮經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)，同時(shí)材料的選擇應(yīng)該滿足復(fù)合材料設(shè)計(jì)中所提出的要求，符合軍事工業(yè)領(lǐng)域的規(guī)范和要求；在設(shè)計(jì)軍用復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)時(shí)，必須進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)工作，了解并掌握復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)在靜載荷、動(dòng)載荷、疲勞載荷及沖擊載荷作用下，在室溫、高溫、低溫、濕熱、輻射和腐蝕等不同使用環(huán)境下的各種重要性能數(shù)據(jù)，為軍用復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。在兵器高技術(shù)的迅速發(fā)展過(guò)程中，先進(jìn)軍用復(fù)合材料是國(guó)際兵器高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，應(yīng)是多種學(xué)科的綜合，復(fù)合材料整體化、優(yōu)選化、智能化是未來(lái)高技術(shù)兵器發(fā)展的必然趨勢(shì)。軍用復(fù)合材料正向著低成本、高性能、多功能和智能化方向發(fā)展，在未來(lái)的軍事高技術(shù)領(lǐng)域有著舉足輕重的地位，并具有十分良好的產(chǎn)業(yè)化前景。