高性能纤维在军事上的应用

1、高性能纤维在军事上的应用 M040114115 肖XXPage 2 目录n 一 高性能纤维的介绍n 二 芳纶纤维在军事上的应用n 三 碳纤维在军事上的应用n 四 导电纤维在军事上的应用Page 3一 高性能纤维的介绍 高性能纤维是具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维，一般指强度大于17.6 cN/dtex，弹性模量在440 cN/dtex以上的纤维。 高性能纤维按性能可分为耐腐蚀性纤维、耐高温纤维、抗燃纤维、高强度高模量纤维、功能纤维等。Page 4n 耐腐蚀纤维：即含氟纤维。 有聚四氟乙烯纤维（Teflon TFE）、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维(TeflonFEP)等

2、。Page 5耐高温纤维：有聚苯砜酰胺纤维(-)、聚酰亚胺纤维等。Page 6高强度高模量纤维：有聚苯二甲酰对苯二胺纤维(Kevlar)、 碳纤维 (Carbon fiber :Torayca)、石墨纤维(M40)等。Page 7功能纤维:光导纤维(Crofon、Eska等)、导电纤维(Antron )等。Page 8n 其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。Page 9二 芳纶纤维在军事上的应用n 芳纶具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能。广泛应用于复合材料、防弹制品、特种防护服装等领域。Page 10 目前制作防弹

3、头盔的主要材料是超高分子量聚乙烯纤维,芳族聚酰胺(Kevlar) 两种材质，超高分子量聚乙烯纤维质头盔更加轻便。Page 11 芳纶纤维应用于防弹背心Page 12n 手持防弹盾牌是一种常用的警用装备，新型的防弹盾牌是采用荷兰帝斯曼公司UD超强聚乙烯材料、美国杜邦公司KEVLAR芳纶材料等超强纤维材料及高强度阻燃玻璃钢采用特殊工艺压制而成。产品具有轻便灵活、综合防弹性能好、防弹级别高等显著特点。Page 13Page 14三 碳纤维在军事上的应用 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。质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方

4、面都是重要材料。 碳纤维是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略基础材料。使用碳纤维材料可以大幅降低结构重量，因而可显著提高燃料效率。Page 15Page 16 美国第四代战斗机F22采用了约为24%的碳纤维复合材料，从而使该战斗机具有超高音速巡航、超视距作战、高机动性和隐身等特性。Page 17 美国波音推出新一代高速宽体客机的音速巡洋舰，约60%的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成，其中包括机翼。Page 18 碳纤维复合材料广泛地应用在战略导弹的弹体和发动机壳体上，可大大减轻重量，提高导弹的射程和突击能力。Page 19Page 20Page 21n n 美

5、国三叉戟D5一、二级使用的事IM7碳纤维/环氧树脂，第三级K-49凯夫拉纤维/环氧树脂，一级的质量比0.944。 Page 22n 固体发动机壳体使用的材料经过了从高强度金属（超高n 强度钢、钛合金等）到先进复合材料的演变。n 从50年代末美国北极星A2潜射导弹第二级发动机壳体使用第一代复合材料玻璃钢开始，固体发动机壳体使用的复合材料经过如下演变过程：玻璃纤维（即玻璃钢）/环氧树脂芳纶（包括凯芙拉）纤维/环氧树脂碳纤维（石墨）/环氧树脂。n 玻璃纤维/环氧壳体比钢壳体减轻2050%，而凯芙拉/环氧壳体又比玻璃钢壳体减重35%，高强度中等模量的IM7碳纤维/环氧壳体比凯芙拉/环氧壳体减轻2530%，而且还不断有新的更高性能的碳纤维增强材料和树脂基体材料出现。Page 23n 固体发动机壳体设计有一个称为容器特性系数（或壳体效率）的重要性能参数。n 容器特性系数=PV/W，单位为km，P是爆破压强，V是壳体容积，W是壳体重量；n 超高强度钢的壳体效率为58km，钛合金为6.711km，芳纶/环氧为15-33km，碳纤维/环氧高达43km。 Page 24四 导电纤维在军事上