复合材料在军事上的应用

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树脂基复合材料成型的突出优势是良好的成形工艺性，比强 度和比模量都较高，密度低，具有突出的减震效果，抗腐蚀性 较强，热导率不高，性能可设计性强，便于整体成型以及综合 性能优异，在整个军工领域应用广泛。
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树脂基复合材料在武器装备上的应用
枪械
火箭发射器与无坐力发射器 火炮
坦克与装甲车辆
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树脂基复合材料简介
树脂基复合材料是以树脂材料为基体、高性能纤维为增强材 料，通过复合工艺制备而成，具有明显优于原组分材料的性能 的一类新材料。目前广泛应用的树脂包括热固性树脂和热塑性 树脂，增强纤维主要包括碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维、超 高分子量聚乙烯纤维等。
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增强纤维简介
7. 舰船
树脂基复合材料自问世以来就一直在舰艇工业中发挥着重要作用。国内 外对其在海军舰艇上的应用非常重视。树脂基复合材料在海军舰艇上应用时 具有如下突出的优点:优良的力学性能，耐腐蚀(可耐酸、碱、海水侵蚀,水生 物也难以附生)，大幅减重，透波、透声性好,无磁性,介电性能优良，优良的 设计、施工性能，容易维护,维护费用远低于钢制舰艇和木制舰艇。例如， 玻璃钢因为无磁性且高强度，广泛用于制造扫雷艇和猎雷艇。
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3.火炮
树脂基复合材料主要用于制造火炮身管、大架、摇架、热护套等部件，能 够进一步降低火炮质量，提高火炮的性能。德国豹Ⅱ主站坦克的坦克炮采用 两段玻璃钢热护套，防止火炮身管因受阳光或射击热量而出现身管弯曲，提 高命中率。
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热护套
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4.坦克与装甲车辆
坦克装甲车辆使用树脂基复合材料的主要目的是利用其密度低、比强度 高 、比模量高、耐腐蚀和制造成本低等优点，与装甲钢、高硬度陶瓷等材基复合材料 要比钢件减轻 60 %～ 70 %, 比铝合金减轻 30 %～ 50 %,且制造成本降低 20 %～ 30 %。
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钢制弹匣
护木
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枪托
(2)树脂基复合材料弹匣
树脂基复合材料制造的弹匣具有质量轻、易加工成型、成本较低等优点， 目前已经大量用于制作枪械弹匣。俄罗斯AK74型突击步枪采用玻璃纤维增 强聚乙烯醇改性酚醛树脂复合材料制造的30发装弹的弹匣，其质量为0.23kg， 比金属弹匣轻28.5％。美国M60型7.62mm通用机枪采用树脂基复合材料弹链， 质量比金属弹链轻30％。
军用飞机
导弹
舰船
防弹头盔与防弹衣
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1.枪械
目前，西方轻武器研制强国普遍采用树脂基复合材料制造枪托、护木、 弹匣等枪械部件。
(1)树脂基复合材料枪托、护木
树脂基复合材料制造的枪托和护木具有隔热效果好、易加工成型、成本 较低、握持舒适、质量轻等优点，目前已经逐渐取代木材、铝合金等材料来 制造枪托、护木。美国陆军M16型步枪采用织物增强的酚醛树脂基复合材料 的枪托和握把，英军L85步枪采用了石棉纤维增强酚醛树脂基复合材料护木。
树脂基复合材料在 武器上的应用
张权
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前言
材料的复合化是材料发展的必然趋势之一，近代以来，由于 科学技术的迅速发展，对材料性能的要求也在日益提高，单质 材料越来越难满足高科技对材料性能的高要求，复合材料由于 其优异的性能及其可设计性而得到人们的重视。树脂基复合材 料是目前技术比较成熟且应用较为广泛的一类复合材料，广泛 应用于航空、航天、兵器、船舶、交通、体育器材、基础建设 等许多领域。
玻璃纤维：是一种性能优异的无机纤维，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热 性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。
碳纤维：是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。 并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它 不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一 代增强纤维。
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美国的 M1主战坦克的主装甲是用贫铀合金/Kevlar-29 纤维增强环氧树脂 复合材料, 同时还采用轻质空隙陶瓷板连接前后结构单元 ,缓冲穿甲弹的冲 击 , 吸收和分散能量 。
复合装甲
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苏俄 T-72 、T-80 主战坦克也使用了复合装甲。T-72坦克的复合装甲是用 两块均质钢板夹一层 104mm 的酚醛树脂基复合材料, 而 T-80 坦克的主装甲 是以均质钢为面板 , 中间为抗弹陶瓷和酚醛树脂基复合材料 , 背板为均质钢。 另 外, T-72 主 战坦克顶 部披挂了 30mm ～50mm 的凯夫拉纤维增强树脂基 复合材料制作的轻型复合装甲 ,大幅度提高了顶部防护能力 。
凯夫拉纤维：是美国杜邦公司研制的一种芳纶纤维材料，学名叫“聚对苯二 甲酰对苯二胺”。这种新型纤维密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加 工和成型，其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一。
超高分子量聚乙烯纤维：是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，也是世 界上最坚韧的纤维。其强度是同等质量钢铁的15倍，比碳纤维和凯夫拉纤维 还要高2倍，是目前制造防弹衣的主要材料。
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2.火箭发射器和无坐力发射器
树脂基复合材料从20世纪40年代开始在弹箭上应用，主要包括轻质化结 构材料和热防护材料。瑞典的AT-4单兵火箭发射筒由芳纶纤维(Kevlar)增强 环氧树脂复合材料制造，美国M72步兵轻型反坦克武器(LAW)发射筒由铝合 金内衬缠绕玻璃纤维增强环氧树脂制成。
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5.军用飞机
军用飞机用先进树脂基复合材料经过近40年的发展，已经从最初的非承 力构件发展到应用于次承力和主承力构件，可获得减重20％~30％的显著效 果。从用量来讲，当前先进军用飞机的复合材料用量己超过30％，今后在用 量上的比例将趋于稳定。在军机制造中，树脂基复合材料可用于制造作战飞 机的雷达罩、机翼、机身、鸭翼、平尾和发动机外涵道等。
鸭翼
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6.导弹
1956年，美国“先锋号”火箭使用的第二级发动机壳体首先采用了玻纤 增强塑料(玻璃钢)，接着美国在“北极星”、“雷神”、“大力神”、“宇 宙”、“海神C3”、“民兵”等中远程导弹上先后采用了玻璃钢发动机壳体， 法国M4、M20潜地导弹头部整流罩亦采用了玻璃钢。
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