ca88会员登录电脑版|东风导弹关键材料是什么?中国曾无法生产,长期被日本掐住脖子

时间:2020-01-09 13:24:02 访问:4228 次

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ca88会员登录电脑版,近年来,曾应用于导弹战机上的“高逼格材料”——碳纤维,已经开始渗入各行各业,比如电子设备外壳、高档汽车外饰和结构材料、钓鱼竿、自乘车框架、风力发电叶片、人工韧带等等,不过因碳纤维生产技术长期被日美两国垄断,产量低价格高,这种“黑黄金”也被精日时常用作日本科技吊打中国30年的谈资。

今年2月份,首条国产t1000高性能碳纤维生产线正式投产之后,无数自豪或质疑的讨论声中,碳纤维复合材料,这种早已被广泛应用的“新材料”,更受舆论追捧,甚至仿佛已代替航空发动机的高温材料,成为影响中国军工乃至中国工业升级的核心所在。

因此,小兵兵有义务为各位小伙伴揭开重重迷雾,让大家见到碳纤维复合材料在军工领域的真实应用。

当然,这里小兵兵主要会为大家介绍一些被很多人争论的焦点,至于碳纤维的那些网上搜搜就有,或是被还被同行同业念叨过好多遍的性质,比如碳纤维比钢轻75%(甚至比铝还轻),抗拉强度却能超过钢铁的7倍以上啦;碳纤维不会像普通材料那样热胀冷缩,一加热就快速膨胀,一降温就马上缩小啦。

言归正传!首先需要说明,碳纤维复合材料和碳纤维并不是一回事,碳纤维只是生产碳纤维复合材料一种原料,虽然它是最为重要的,但其并不能完全决定碳纤维复合材料的性能和先进性。而网上被吵得最厉害的“t800”、“t1000”、“m30” 、“m35”等型号,只是碳纤维的型号,只能代表碳纤维本身的各项性能。想要让这些碳纤维真正的成为歼20、fc31、武直10、直20等先进战机、直升机上应用的材料,或是东风系列弹道导弹的壳体,亦或应用在解放军的其他武器装备上,需要的工作还有很多。

其实顾名思义,碳纤维复合材料,就是将碳纤维作为原料,使其与树脂、金属、陶瓷等其他材料进行复合,并通过不同的工艺制造出来的。其各项性能,不仅取决于碳纤维本身的性能,与其进行复合的其他材料的性能,以及生产工艺、质量管控等其他方面的工作,都会对碳纤维复合材料的性能产生重大影响。

当然,在各种各样有关碳纤维复合材料的争吵中,上述将碳纤维与碳纤维复合材料等同,张冠李戴误导群众的,只是其中的一小部分。更多的人则是将碳纤维复合材料神化了,而这种神化,又具体分为两种情况。

第一, 碳纤维复合材料只是材料的一种,其同样有自身的局限性,根本无法全面代替传统的金属,或是其他材料。与金属材料相比,包括碳纤维复合材料在内的各种复合材料,在力学方面最大的差异,就是复合材料是各向异性的,而金属材料是各向同性的。具体来说,碳纤维的优异的力学性能,只出现在其纤维丝束延伸的方向,而在其他方向,也就是学术名词所称的“剪切方向”上,其力学性能是很弱的。这一特点,其他纤维制造的其他复合材料上。因此,当一型武器装备,比如战斗机大梁、桁架等,需要在实际应用中,承担多个方向受力时,传统的钛合金材料,无法被代替。

其实,这种盲目迷信复合材料,并因此让武器装备研发出现重大问题的情况,可不仅仅出现在网友、军迷的讨论中。俄罗斯苏27战斗机的某个仿制改进计划中,就因为在没吃透苏27战斗机整体气动设计的情况下,忽略了复合材料各向异性的问题,导致其大量使用复合材料进行减重的想法,拖慢了整个研制进度,甚至不得不在浪费大量时间和资源的情况下,几乎推倒重来。

第二, 碳纤维所具备的各项所谓的“优异”性能,不只是其独有的。实际上,只要是高强度高模量的纤维,比如pbo纤维、高模量聚酯纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维,很多性能都超过了绝大部分的碳纤维。只是这些纤维,以及由这些纤维制备的复合材料,应用并没有碳纤维那么广泛,尤其是并不像碳纤维那样,经常出现在民用产品上,并不为大家所知而已。

像小兵兵在之前节目中提到的pbo纤维,如果不是此前全球只有日本的东洋纺公司可以将其进行商业化生产,小兵兵始终认为pbo是代替碳纤维的完美存在,起码在航空航天、武器装备等成本约束较低的领域。现在pbo纤维的强度可以达到5.8gpa,模量高达280gpa,在600℃的高温中可以不燃烧、不收缩。

以上,是小兵兵对众多有关碳纤维复合材料众多争论的一个说明。但小兵兵也不得不承认,包括国产歼10、歼20等新型战机在内的,最近这些年出现在大家视野中的国产新型装备,并没有大量使用目前最先进的高性能碳纤维复合材料。虽然按照公开资料,中国建材集团中复神鹰碳纤维公司现已掌握了t700和t800级碳纤维的千吨级生产技术并将其白菜化,t1000、m30和m35级的百吨级流水线也已经投产。但歼10、歼20的设计定型时间普遍早于这些高性能碳纤维的研发完成时间……这不得不说是一个遗憾。