應用在軍事裝備中的碳纖維複合材料

可用於軍事裝備中的碳纖維複合材料碳纖維「外柔內剛」，不僅具有碳材料的本質特性，又兼備紡織纖維的柔軟和可加工性，是新一代高性能增強纖維。比頭髮絲還細幾倍的碳纖維與樹脂、碳、陶瓷、金屬等基體，經過特殊複合成型工藝製造，即可獲得性能優異的碳纖維複合材料，能夠廣泛應用於航空、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。

據蘇州挪恩複合材料有限公司介紹，碳纖維看似簡單，但其製造工藝十分複雜，是一項集多學科、精細化、高尖端技術於一體的系統工程，涉及化工、紡織、材料、精密機械等多學科領域，整個流程包含溫溼度、濃度、粘度、流量等上千個參數高精度控制，稍有不慎就會嚴重影響碳纖維性能和質量穩定性，所以遠非一般工藝技術所能媲美。

外媒報導稱，傲視群雄的F-35戰鬥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·馬丁公司採取了很多辦法，最終採用多達35%的碳纖維複合材料才大幅降低了機體重量。所以從某種意義上說，是碳纖維複合材料成就了F-35戰機。

如今，碳纖維複合材料不僅成為實現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先進性能的重要標誌。比如，由於X-47B、全球鷹、全球觀察者、西風等飛行器應用碳纖維複合材料比例更高，使得其有效載荷、續航能力和生存能力均實現了新突破。

現役F-22戰鬥機一個最大特點，就是隱身性能好，而這與其大量使用碳纖維複合材料休戚相關。此外，F-117A戰鬥機、B-2隱身轟炸機等也都採用了碳纖維吸波材料，包括瑞典「維斯比」級巡邏艦艦體用的均為全複合材料，因而擁有了高隱身、高機動、長壽命等先進作戰性能。

航天領域發展更是錙銖必較。如固體火箭發動機質量每減少1千克，射程就可增加16公裡。所以，碳纖維複合材料被大量應用於美國「愛國者」飛彈、「三叉戟」II、德國HVM超聲速飛彈、法國「阿里安」-2火箭、日本M-5火箭等發動機殼體，未來碳纖維更是發展小型化、高機動性、高精度、高突防能力先進戰略性武器裝備的重要基礎。

新型高性能碳纖維複合材料，具有更好的穩定性和可靠性，目前在高超聲速飛行器、國際空間站、先進衛星等裝備系統中被大量應用。美國防部在「面向21世紀國防需求的材料研究」報告中強調，「到2020年，只有複合材料才有潛力使裝備獲得20-25%的性能提升」。

挪恩復材認為現代武器裝備發展，隱身化、低能耗、高機動性、大載荷等趨勢凸顯，對碳纖維及複合材料性能要求越來越高。因此研製更高強度、更高模量的碳纖維和與之相匹配的高性能作戰系統，已成為軍事強國比拼尖端實力的重頭戲。目前，發達國家正在碳纖維、先進樹脂和製造技術三個方向上重點突進。

目前，碳纖維拉伸強度與模量在理論上和實驗室中，存在著巨大的提升潛力和空間，因而激戰正酣。

在樹脂研究領域，重點發展高韌熱固性樹脂，能夠提高武器裝備部件的長效溫度，並改善韌性、工藝性和耐溼熱性能。而開發熱塑性樹脂，可顯著提高武器裝備抗衝擊韌性和耐疲勞損傷性能。

現代先進的自動化製造技術，可實現構件三維模型到製造一體化集成，適於製造大尺寸和複雜結構件，可有效提高裝備質量可靠性和降低成本，從而促進國防軍工更好發展。

近年來，為適應我國國防建設發展需要，碳纖維及其複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，乃是實現興國強軍中國夢的必由之路。