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高性能玻纤助力国防军工事业,想造什么武器就能造!
中国玻璃纤维复合材料信息网 (cnbxfc.net) 发布日期: 2018-05-14  阅读: 503  字体:  双击鼠标滚屏
     众所周知,碳纤维,芳纶纤维(又称凯夫拉纤维)是大家熟知的高性能纤维,广泛的应用在世界先进国家的航空航天装备上。其高档产品,如日本生产的T-700以上航空航天级级碳纤维产品,俄罗斯研制生产的第三代芳纶纤维产品——杂环芳纶,仍然对我国进行封锁禁运。目前我国虽然已经在高性能碳纤维,芳纶纤维有所突破,但还是处于产品导入期,小批量生产和试用阶段。运-20总设计师唐长红就在公开演讲中谈到,“(碳纤维)复合材料仍然是大飞机的一大障碍,我不以为我们在十年内可以有效地从经济性上突破这个问题。如果这个问题仍然不能突破,我们大飞机使用它也仅仅是一个招牌而已”。实际上,有一种高性能纤维不仅已经用在大飞机上,而且航天、航空、兵器、舰船、电子、核工业等六大军工部门和重点武器型号都得到了广泛应用。那就是我国研制的高性能玻璃纤维。


 
  玻璃纤维通常用玻璃球、玻璃棒或废旧玻璃为原料,经高温熔制条件下拉丝、络纱、织布等一系列工艺制备形成,玻璃纤维的单丝直径10微米左右,相当于头发丝直径的1/10,每束纤维都是由千百跟单丝组成。用玻璃进行纺丝,织布,让人不得不佩服科学家的想象力。人们常说的“玻璃钢”,就是玻璃纤维布和树脂复合制成的产品。军事专家介绍到,早在60年代末期,为了满足我国国防尖端产品的需要,我国科研人员开始了高性能玻璃纤维的研制,当时美国民兵Ⅱ型固体燃料洲际导弹第三级发动机壳体就应用了高性能玻璃纤维材料。
 

 
  我国在把主要研制精力放在液体洲际弹道导弹的同时,也在预研固体弹道导弹所需的高性能发动机壳体材料,并于1968年研制成功,命名为高强-1号(HS1)玻璃纤维。70年代中期又成功研制出了其批产产品高强-2号(HS2)玻璃纤维,1974年10月通过技术鉴定后投入工业化生产。在早期的东风-21中程和东风-31远程固体弹道导弹发动机壳体上,估计应用了上述材料。随着复合材料的进步,我国更新型固体弹道导弹发动机普遍使用碳纤维和杂环芳纶,但高强-2号(HS2)玻璃纤维价格仅为这些复合材料的一半左右,对于质量系数要求不是特别高的的中短程战术弹道导弹和火箭,还是理想的选择。
 

 
  进入20世纪90年代,我国科研人员在高强-2号玻璃纤维的基础上,又进一步提高强度和模量,成功研制出高强-3号和高强-4号等高性能玻璃纤维,并在航空领域得到了广泛应用。据资料披露,世界上最大的预警机雷达罩——我国空警-2000“蘑菇环”状雷达罩就是采用的高强-2号玻璃纤维。下一代预警机空警-500雷达罩也是采用同样的材料。目前我国除歼-20外所有的先进战斗机雷达罩都是采用的D3低介电透波玻璃纤维,具有轻质量,高透波,宽频带等特点,是一种比较理想的雷达罩材料。我国科研人员还研制出了具有宽频带吸波性能的雷达隐身用玻璃纤维增强材料。
 

 
  目前,我国所有直升机主桨叶都几乎采用了我国科研人员研发的高强-4号(HS4)玻璃纤维作为复合材料增强基材,具有比强度高、耐疲劳性能优异和损伤扩展缓慢等优异特性,广泛取代了以前的金属桨叶,使用寿命为原来金属桨叶的数倍。在运-20大运上和轰-6K轰炸机上,机身内饰复合材料以及天花板,地板,舱门等普遍应用了高强度玻璃纤维,既降低了重量,又减低了噪音。据资料介绍,例如世界上最大的民用客机A380-800中,使用玻璃纤维复合材料的重量就超过了碳纤维复合材料的重量,使用量达35吨以上。
  据资料披露,高性能玻璃纤维是我国急需的三大增强纤维中唯一实现国产化批量生产并能满足高性能复合材料使用要求的材料,甚至可以说高强度玻璃纤维的产业化是我国航空航天工业发展的先决条件。我国科研人员在玻璃纤维上很好的实现了军民融合的思路,到2016年为止,我国玻璃纤维产量已居世界位。
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信息来源:玻纤情报网
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