高性能纖維在軍事上的應用

1、高性能纖維在軍事上的應用 M040114115 肖XXPage 2 目錄n 一 高性能纖維的介紹n 二 芳綸纖維在軍事上的應用n 三 碳纖維在軍事上的應用n 四 導電纖維在軍事上的應用Page 3一 高性能纖維的介紹 高性能纖維是具有特殊的物理化學結構、性能和用途，或具有特殊功能的化學纖維，一般指強度大于17.6 cN/dtex，彈性模量在440 cN/dtex以上的纖維。 高性能纖維按性能可分為耐腐蝕性纖維、耐高溫纖維、抗燃纖維、高強度高模量纖維、功能纖維等。Page 4n 耐腐蝕纖維：即含氟纖維。 有聚四氟乙烯纖維（Teflon TFE）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纖維(TeflonFEP)等

2、。Page 5耐高溫纖維：有聚苯砜酰胺纖維(-)、聚酰亞胺纖維等。Page 6高強度高模量纖維：有聚苯二甲酰對苯二胺纖維(Kevlar)、 碳纖維 (Carbon fiber :Torayca)、石墨纖維(M40)等。Page 7功能纖維:光導纖維(Crofon、Eska等)、導電纖維(Antron )等。Page 8n 其中碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維是當今世界三大高性能纖維。Page 9二 芳綸纖維在軍事上的應用n 芳綸具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕、絕緣、抗老化、生命周期長等優(yōu)良性能。廣泛應用于復合材料、防彈制品、特種防護服裝等領域。Page 10 目前制作防彈

3、頭盔的主要材料是超高分子量聚乙烯纖維,芳族聚酰胺(Kevlar) 兩種材質(zhì)，超高分子量聚乙烯纖維質(zhì)頭盔更加輕便。Page 11 芳綸纖維應用于防彈背心Page 12n 手持防彈盾牌是一種常用的警用裝備，新型的防彈盾牌是采用荷蘭帝斯曼公司UD超強聚乙烯材料、美國杜邦公司KEVLAR芳綸材料等超強纖維材料及高強度阻燃玻璃鋼采用特殊工藝壓制而成。產(chǎn)品具有輕便靈活、綜合防彈性能好、防彈級別高等顯著特點。Page 13Page 14三 碳纖維在軍事上的應用 碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方

4、面都是重要材料。 碳纖維是火箭、衛(wèi)星、導彈、戰(zhàn)斗機和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰(zhàn)略基礎材料。使用碳纖維材料可以大幅降低結構重量，因而可顯著提高燃料效率。Page 15Page 16 美國第四代戰(zhàn)斗機F22采用了約為24%的碳纖維復合材料，從而使該戰(zhàn)斗機具有超高音速巡航、超視距作戰(zhàn)、高機動性和隱身等特性。Page 17 美國波音推出新一代高速寬體客機的音速巡洋艦，約60%的結構部件都將采用強化碳纖維塑料復合材料制成，其中包括機翼。Page 18 碳纖維復合材料廣泛地應用在戰(zhàn)略導彈的彈體和發(fā)動機殼體上，可大大減輕重量，提高導彈的射程和突擊能力。Page 19Page 20Page 21n n 美

5、國三叉戟D5一、二級使用的事IM7碳纖維/環(huán)氧樹脂，第三級K-49凱夫拉纖維/環(huán)氧樹脂，一級的質(zhì)量比0.944。 Page 22n 固體發(fā)動機殼體使用的材料經(jīng)過了從高強度金屬（超高n 強度鋼、鈦合金等）到先進復合材料的演變。n 從50年代末美國北極星A2潛射導彈第二級發(fā)動機殼體使用第一代復合材料玻璃鋼開始，固體發(fā)動機殼體使用的復合材料經(jīng)過如下演變過程：玻璃纖維（即玻璃鋼）/環(huán)氧樹脂芳綸（包括凱芙拉）纖維/環(huán)氧樹脂碳纖維（石墨）/環(huán)氧樹脂。n 玻璃纖維/環(huán)氧殼體比鋼殼體減輕2050%，而凱芙拉/環(huán)氧殼體又比玻璃鋼殼體減重35%，高強度中等模量的IM7碳纖維/環(huán)氧殼體比凱芙拉/環(huán)氧殼體減輕2530%，而且還不斷有新的更高性能的碳纖維增強材料和樹脂基體材料出現(xiàn)。Page 23n 固體發(fā)動機殼體設計有一個稱為容器特性系數(shù)（或殼體效率）的重要性能參數(shù)。n 容器特性系數(shù)=PV/W，單位為km，P是爆破壓強，V是殼體容積，W是殼體重量；n 超高強度鋼的殼體效率為58km，鈦合金為6.711km，芳綸/環(huán)氧為15-33km，碳纖維/環(huán)氧高達43km。 Page 24四 導電纖維在軍事上