先進(jìn)陶瓷材料是如何提高國(guó)家的國(guó)防實(shí)力的？

　　先進(jìn)陶瓷作為新材料的一個(gè)重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著愈來(lái)愈重的作用，那么它又為國(guó)防實(shí)力的提高作出了哪些貢獻(xiàn)呢?

　　“兵者，國(guó)之大事，死生之地，存亡之道，不可不察也。”由此可見(jiàn)，一個(gè)國(guó)家的強(qiáng)大離不開(kāi)其國(guó)防和軍事工業(yè)的發(fā)展。先進(jìn)陶瓷作為新材料的一個(gè)重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著愈來(lái)愈重的作用，那么它又為國(guó)防實(shí)力的提高作出了哪些貢獻(xiàn)呢?

　　先進(jìn)陶瓷應(yīng)用于軍工

　　陶瓷材料擁有高比剛度、高比強(qiáng)度和在許多環(huán)境下的化學(xué)惰性，同時(shí)，因其相對(duì)于金屬的低密度、高硬度和高抗壓強(qiáng)度，使其在裝甲系統(tǒng)上的應(yīng)用十分具有吸引力，已成為一種廣泛應(yīng)用于防彈衣、車輛等裝備的防護(hù)裝甲。

　　碳化硅、碳化硼用于防彈裝甲材料

　　碳化硼的密度在幾種常用的裝甲陶瓷中最低，加上彈性模量較高，使其成為軍事裝甲和空間領(lǐng)域材料方面的良好選擇，但其主要問(wèn)題是價(jià)格昂貴、脆性較大、限制了其作為單相防護(hù)裝甲的廣泛應(yīng)用。碳化硅陶瓷在裝甲防護(hù)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，在單兵裝備和特種車輛等領(lǐng)域的應(yīng)用趨于多元化。

　　透明陶瓷作為防護(hù)材料

　　現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)裝甲系統(tǒng)的要求越來(lái)越高不僅要求能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的防護(hù)，還要求不能妨礙士兵們的行動(dòng)能力，而化“被動(dòng)”為“主動(dòng)”，發(fā)展能預(yù)先識(shí)別目標(biāo)，并利用誘餌觸發(fā)和物理摧毀方式破壞來(lái)襲武器的“主動(dòng)裝甲”，成為作戰(zhàn)中的一大優(yōu)勢(shì)。

　　以氮氧化鋁(AlON)和鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)為代表的透明陶瓷已應(yīng)用于裝甲防護(hù)領(lǐng)域，既能保護(hù)人體又能隨時(shí)觀察敵情。透明陶瓷因高的強(qiáng)度和硬度，已成為可替代防彈玻璃的具有發(fā)展?jié)摿Φ姆雷o(hù)材料，如面罩、導(dǎo)彈探測(cè)窗口、地面作戰(zhàn)車輛保護(hù)窗、飛機(jī)的擋風(fēng)玻璃和降落窗等，主要有單晶氧化鋁(藍(lán)寶石)、氮氧化鋁和鎂鋁尖晶石。

　　先進(jìn)陶瓷應(yīng)用于航空航天

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航空航天工業(yè)對(duì)材料的要求越來(lái)越嚴(yán)格，材料往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強(qiáng)腐蝕等極端條件下工作，有的則受到重量和容納空間的限制，需要以最小的體積和質(zhì)量發(fā)揮在通常情況下等效的功能，有的需要在大氣層中或外層空間長(zhǎng)期運(yùn)行，不可能停機(jī)檢查或更換零件，因而要有極高的可靠性和質(zhì)量保證。

　　先進(jìn)陶瓷不同的化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)決定了其特殊性質(zhì)和功能，如高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、導(dǎo)電、絕緣、磁性、透光、半導(dǎo)體以及壓電、光電、電光、聲光、磁光等，在航空航天工業(yè)上占據(jù)重要位置。

　　陶瓷涂層

　　高性能陶瓷涂層是在傳統(tǒng)陶瓷材料的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型復(fù)合材料，它既保持了傳統(tǒng)陶瓷材料的耐高溫、抗磨損、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)保持了基體材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于陶瓷涂層的厚度通常都在一毫米之內(nèi)，大大地減少了零件的消極重量，其抗熱沖擊性能優(yōu)于整體陶瓷。

　　陶瓷基復(fù)合材料

　　陶瓷基復(fù)合材料比高溫合金的密度小，熱膨脹系數(shù)小，抗腐蝕性好，理論最高溫度可達(dá)1650℃，因而被認(rèn)為是今后先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的候選材料。且陶瓷基部件不需要?dú)怏w冷卻省去或簡(jiǎn)化了冷卻系統(tǒng)零件，可使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步減重。

　　超高溫陶瓷材料

　　超高溫陶瓷材料可以作為航天飛機(jī)的阻熱材料，此外超高溫陶瓷在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用還包括作為超音速飛機(jī)的耐熱保護(hù)材料、火箭和各種高速飛行器的燃料噴嘴。飛機(jī)在超音速飛行時(shí)會(huì)與空氣發(fā)生摩擦，并產(chǎn)生很高的溫度，超高溫陶瓷具有良好的耐熱能力，可以避免高溫對(duì)飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞?；鸺朔厍蛞Λ@得高速飛行，必須具有強(qiáng)大的推進(jìn)能力，所以在燃料噴嘴部位必然存在極高的燃燒溫度，超高溫陶瓷可以滿足這一要求。

　　氧化鋁陶瓷

　　陶瓷結(jié)構(gòu)件是沖擊片雷管的關(guān)鍵部件，由于其表面與爆炸箔相連，所以陶瓷結(jié)構(gòu)件材料的性能、加工質(zhì)量以及電極材料選擇和焊接質(zhì)量將直接影響到雷管的發(fā)火可靠性。目前，可選擇的材料主要有人造藍(lán)寶石、石英玻璃和氧化鋁陶瓷。

　　氧化鋁陶瓷主要有95氧化鋁陶瓷和99氧化鋁陶瓷兩種，95氧化鋁陶瓷由于含玻璃相，它的強(qiáng)度低，而且表面光潔度差，不能滿足鍍膜要求;細(xì)晶粒、高致密、均勻結(jié)構(gòu)的99氧化鋁陶瓷具備優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)性能以及可以滿足高起爆能量和低表面粗糙度要求，美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯等國(guó)家都將其作為沖擊片雷管用陶瓷結(jié)構(gòu)件的首選材料。另外，石英、氧化鋁和耐高溫玻璃是當(dāng)前用于作戰(zhàn)導(dǎo)彈天線罩的代表材料。

　　先進(jìn)陶瓷應(yīng)用于核工業(yè)

　　陶瓷具有強(qiáng)度大、剛度好、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，此外，它還具有耐高溫、抗輻射的性能，一些特定的陶瓷還有低活性、吸收中子的特點(diǎn)，這些性能都有助于其在高溫高輻射的核工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用。

　　碳化硼陶瓷制作吸收棒

　　為了裂變反應(yīng)的速率在一個(gè)預(yù)定的水平上，需要用控制棒和安全棒(總稱為吸收棒)對(duì)反應(yīng)速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　碳化硼擁有良好的吸收中子性能，化學(xué)性能穩(wěn)定，且由于是低原子序數(shù)材料，其吸收中子后不會(huì)釋放出放射性射線，而是釋放氦氣。碳化硼熔點(diǎn)高，強(qiáng)度高，抗腐蝕性能好。碳化硼材料可應(yīng)用到反應(yīng)堆控制棒的芯體材料，也可以將碳化硼或碳化硼的復(fù)合材料應(yīng)用到輻射防護(hù)材料。

　　氧化鈹材料作為核反應(yīng)堆慢化劑

　　目前國(guó)際上常用的核反應(yīng)堆慢化劑包括重水、石墨、鈹、氧化鈹?shù)?，其中作為陶瓷材料的氧化鈹被考慮作為未來(lái)的一種慢催化劑。

　　碳化硅陶瓷制作第一壁結(jié)構(gòu)材料

　　陶瓷材料在第一壁結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用，主要是指碳化硅纖維增強(qiáng)的碳化硅母體復(fù)合材料。它具有良好的抗腐蝕與抗腫脹性能;作為第一壁結(jié)構(gòu)材料在高溫下仍具有足夠高的強(qiáng)度，可以運(yùn)行于800℃的高溫下，允許冷卻劑達(dá)到高溫，從而提高能源系統(tǒng)的熱效率;碳化硅本身就為低中子活化材料，對(duì)中子輻照感生放射性低，作為第一壁便于維護(hù)和進(jìn)行放射性處理。

　　總之，隨著先進(jìn)陶瓷材料脆性的克服及其潛在性能的開(kāi)發(fā)，先進(jìn)陶瓷材料必將為一個(gè)國(guó)家國(guó)防實(shí)力的提高及軍工的發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。

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