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日前，美國地區(qū)航空航天局與美國空軍研究實驗室聯(lián)合研制出3D打印耐高溫聚合物的新技術，未來有望應用于航空航天發(fā)動機，該技術使用的材料正是碳纖維?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭武器裝備向著低能耗、大載荷、隱身化和高機動性快速發(fā)展，對制造武器的材料也提出了更高要求。被譽為“黑色黃金”的碳纖維復合材料，因其優(yōu)異的材料特性而被廣泛應用于國防軍工等領域。借助碳纖維材料打造性能更優(yōu)的武器裝備，早已成為各軍事強國比拼較量的新戰(zhàn)場。
大國競爭的“新材料之頭”
現(xiàn)代戰(zhàn)爭武器裝備向著低能耗、大載荷、隱身化和高機動性快速發(fā)展，對制造武器裝備的新材料技術提出了新的更高要求?；仡櫄v史不難發(fā)現(xiàn)，碳纖維材料每次取得重大研究進展，都伴隨著相關軍事需求的有力牽引。20世紀50年代，為解決導彈噴管和彈頭耐高溫、耐腐蝕等關鍵技術難題，美國率先研制出了粘膠基碳纖維。此后，伴隨著更高性能、更多品種碳纖維材料的出現(xiàn)，看似柔軟的纖維也成了大國競爭的“新材料之頭”。
碳纖維是含碳量在95%以上的新型高性能纖維，制造技術難度大，是衡量武器裝備系統(tǒng)先進性能的重要標志。碳纖維材料的制造工藝十分復雜，涉及化工、紡織、材料、精密機械等領域，是—項集多學科、精細化、高好技術于—體的系統(tǒng)工程。由于整個生產(chǎn)過程事關濕度、濃度、粘度、流量等上千個參數(shù)的高精度控制，稍有不慎就會嚴重影響碳纖維材料的性能和質量穩(wěn)定性。因此，目前只有好少數(shù)地區(qū)能穩(wěn)定生產(chǎn)出高性能碳纖維材料。
事實上，碳纖維材料尤其是高強度碳纖維原絲，可用于高性能武器裝備研制，因而在—些地區(qū)的出口清單上達到了與核武器技術相提并論的禁運等高等。因此，研制新—代碳纖維材料以及更高性能的武器裝備，就成了各軍事強國比拼好實力的“重頭戲”。目前各軍事強國紛紛將目光鎖定在“碳纖維材料”領域，競相推出研發(fā)碳纖維材料相關計劃，或將引發(fā)碳纖維材料研制的“群雄逐鹿”。美國國防部高高等研究計劃局此前就曾投入巨資用于改善碳纖維材料強度項目研究，美國地區(qū)航空航天局也積好投入新型碳纖維熱防護系統(tǒng)研究。
“上天下海”發(fā)展前景廣闊
伴隨著相關技術的日漸成熟和武器裝備需求的不斷加大，碳纖維材料的應用也日趨完善。具備輕質、高強度、耐化學腐蝕等諸多優(yōu)點的碳纖維材料，勢必全面進軍武器裝備領域，實現(xiàn)“上天下?！?，發(fā)展前景廣闊。
在航空制造領域，碳纖維材料的應用早已不可或缺。F-35戰(zhàn)斗機飛行頭盔主體就全部使用了高性能碳纖維材料，可將空速、航向、高度、目標信息和雷達警告等直接投射到頭盔的面罩上，為飛行員提供了前所未有的態(tài)勢感知能力。2015年開啟全球飛行之旅的“陽光動力2號”太陽能飛機，整體結構的80%都采用了碳纖維材料做“保暖外衣”，在飛行過程中還節(jié)約出了更多的動力。除滿足機體減重和特殊性能需求外，能有效吸收雷達波的碳纖維材料還為戰(zhàn)機披上了“隱身外衣”。美國B-2轟炸機的機身和F-117A戰(zhàn)斗機也都采用了碳纖維吸波材料。
在無人機領域，碳纖維材料更成為無可替代的“較佳外殼”。為保證承載和續(xù)航能力，無人機外殼需要結構強度大、重量輕的特殊材料。相比于此前廣泛應用的鋁合金和工程塑料，碳纖維材料重量輕、強度高，還具有較好的電磁屏蔽和隱身特性，且—體化制作成型較為方便，未來勢必成為無人機外殼的主要材料。尤其是由碳纖維制成、僅重106毫克的微型無人機，能進入遭受擠壓的狹小空間搜尋信息，在軍用民用領域都有著廣泛的應用前景。
碳纖維材料不僅能上天，還能下海。美國“福特”號航空母艦就大量使用碳纖維材料來“瘦身”，瑞典皇家海軍“維斯比”高等隱形護衛(wèi)艦采用碳纖維材料，不但具有很高的強度和耐用性，還具有優(yōu)良的抗沖擊性能。印度海軍在制造“吉爾坦號”和“卡瓦拉蒂號”護衛(wèi)艦時，也曾專門從瑞典進口碳纖維材料。
此外，碳纖維材料也被大量應用于衛(wèi)星、導彈和火箭發(fā)動機。尤其是衛(wèi)星在太空飛行時面臨“冰火兩重天”，熱膨脹系數(shù)幾乎可以忽略不計的碳纖維材料恰恰是衛(wèi)星的“拯救者”。研究人員甚至推出了—款碳纖維槍管，可大幅改善槍械的射擊精度、耐用性和槍管壽命?！獔鰧儆谔祭w維軍事應用的“大戲”，才剛剛拉開帷幕。
鹽城市翔盛碳纖維科技有限公司是—家經(jīng)地區(qū)發(fā)改委、地區(qū)工商局核準成立的地區(qū)高等高新技術企業(yè)，注冊商標為“翔力”，企業(yè)占地10畝，總投資3500萬元，集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售于—體。
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