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碳纤维:这个“小资料”为何能撑起大国重器
文章来源:常见问题    时间:2023-12-03 07:52:08

  现代战争既是先进兵器配备的比拼,也是高功能资料的比赛。被誉为“黑色黄金”的碳纤维复合资料,因其优异的资料特性而被大范围的运用于国防军工等范畴。凭借碳纤维资料打造功能更优的兵器配备,早已成为各军事强国比拼比赛的新战场。

  日前,美国国家航空航天局与美国空军研讨实验室联合研制出3D打印耐高温聚合物的新技能,未来有望运用于航空航天发动机,该技能运用的资料正是碳纤维。现代战争兵器配备向着低能耗、大载荷、隐身化和高机动性加快速度进行开展,对制造兵器的资料也提出了更加高的要求。被誉为“黑色黄金”的碳纤维复合资料,因其优异的资料特性而被大范围的运用于国防军工等范畴。凭借碳纤维资料打造功能更优的兵器配备,早已成为各军事强国比拼比赛的新战场。

  还记得动画电影《超能陆战队》里的机器人“大白”吗?这个感动了无数人的医疗机器人的原型,体内骨骼正是由碳纤维资料打造,这才让外形软绵绵的他能饱尝住碾压摔打。事实上,就连此前从前为超重问题所困扰的F-35战役机,终究也是靠着运用多达35%的碳纤维复合资料才得以完成飞天愿望。被誉为“黑色黄金”的碳纤维,早已在国防军事范畴得到遍及运用,是火箭、卫星、导弹、战役机和舰船必不可少的根底资料。

  碳纤维的来源最早可追溯至1860年,英国人瑟夫·斯旺在制造电灯灯丝时发明晰碳纤维并获得了专利。碳纤维真实迎来研讨运用“井喷”阶段,仍是20世纪50年代之后的事。1958年,美国研讨人员初次发现了高功能碳纤维,日本和英国研讨人员紧随其后,对碳纤维的功能进行改进晋级。到20世纪70年代,碳纤维资料开端在战役机结构件上锋芒毕露,F-15、B-1、F-16以及F-18等战役机上都能看到碳纤维资料的身影。除美国空军的F-22和F-35战役机很多选用碳纤维复合资料外,X-47B、“全球鹰”等配备更是凭借碳纤维资料,完成了有效载荷、续航才能和生存才能的大幅度提高。

  用“安如磐石、韧如发丝”来描述碳纤维资料毫不为过。别看碳纤维资料像纺织纤维相同柔软可加工,却是一种强度比钢大,且耐腐蚀、耐高温、导电导热性好的新一代高功能资料。人们平常触摸最多的碳纤维资料自行车,便是凭借了碳纤维资料没有塑性形变的特性,不光减轻了车身分量,更极大的提高了自行车的运用寿数。

  现在,碳纤维复合资料的特性还存在着巨大的提高空间。在碳纤维资料要点研讨的树脂范畴,碳纤维的运用将逐渐提高兵器配备各部件的惯例运用的寿数,并将明显改进兵器配备抗冲击耐性、耐疲惫损害性、工艺性和耐湿热性。美国国家航空航天局和美国空军研讨实验室完成的3D打印,更将逐渐提高加工大尺度、杂乱零部件的可靠性。