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2021年03月29日发布

作为武器装备的技术先导，军用新材料是决定武器装备性能的重要因素，也是取得和保持武器装备竞争优势的原动力。国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者，新材料的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用，世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视，根据美国空军对2025年航空技术发展的预测分析，军工新材料重要性位列43个系统中第二位。

经过多年的发展，军用新材料按照属性衍生成了无机非金属材料、复合材料、金属材料及有机高分子材料等四大类，其中金属材料及复合材料的应用最为广泛。

在极端环境（高真空、强腐蚀介质）、交变载荷和交变温度联合作用下，军工材料的设计选材的重要决定因素是轻质高强、耐超高温和耐腐蚀性：

机体结构：减重是不变的追求

根据国际航协的数据，燃油成本大约占航空总成本的26%，而在国内部分航空公司，燃油成本甚至要占到40%。机体结构材料每减轻一磅，便可带来近百万美元的经济效率，因此低密度就成为飞行器结构材料选材的重要原则。

此外，飞行器长期在大气层或者外层空间运行，在极端环境服役还要求具有极高可靠性及优良的飞行性能，因而飞行器的设计需要尽可能提高结构效率，且避免付出更多的重量代价，高比强度、高比模量等特性便成为选材的考量关键因素。

综合比较下，低密度、高比模量及高比强度的钛合金和复合材料是当下最优选择。其在军用飞机和民用飞机中的占比也逐年大幅提升，已替代原有结构钢及铝材，成为飞行器结构材料的首选。

发动机及火箭、导弹、卫星：耐高温、轻质高强是坚定的目标

提高推重比、降低服役成本一直是军用发动机的研制焦点。当前最先进的F119涡轮发动机进气口温度已高达到1700℃左右，目前耐热性能最好的镍基高温合金材料工作温度在1100℃左右，因而必须采用隔热涂层以及设计最先进的冷却结构才能满足先进航发的热结构用材需求，寻找下一代耐高温性能优异的材料便成为了航空发动机设计的关键。

此外，航天装备如导弹、火箭等一般飞行速度较高，根据资料显示，当导弹飞行速度达 410 马赫时 ， 表面温度范围可达4453173℃，普通的铝合金甚至钛合金都难以满足要求。因此，耐高温性能同样是航天结构选材的重要原则。

综合考量对比下，密度仅有高温合金的1/4~1/3且能在1600 ℃ 以上温度依然保持优异力学性能的陶瓷基复合材料无疑是未来最佳选择。