科普之窗

最新更新

最新推荐

    首页 > 科普之窗 >
科普中国加油站之对话专家(35)材料技术:为新军事变革奠基 ――对话新材料技术专家肖加余教授
来源:科普中国网  |  发布时间:2021-11-23  |  浏览量:3073

    记者:新材料技术被称为当今六大高技术领域之一,您长期从事新材料技术研究,请问什么是新材料,它具有哪些特点?

    肖加余:材料是人类赖以生存的物质基础。人类社会不断地发展进步,就在于人类能够利用材料制造工具并用来改造世界。恩格斯说:“自然界为劳动提供材料,劳动把材料变为财富。”可以说,材料与人类的生存和进化息息相关,因此它被誉为“人类文明大厦的基石。”

    对于材料,人们比较好理解,如普通钢铁、水泥、玻璃等,这些属于传统材料。相对于传统材料而言,新材料是新近出现且对当时科技进步和经济发展有重大推动作用的材料。这里有两层含义,一是指采用新原理新工艺开发制造出具有新性能的新品种材料,二是通过新原理新工艺提升了性能的传统材料。如高强钢、高性能陶瓷、复合材料、半导体材料、功能材料等。

    新材料既是科技发展的基础,又是科技进步的先导,这是新材料的两个显著特点。基础性表现为其上游与物理、化学、化工等基础科学和技术紧密相关,其下游与制造技术等紧密相联,对众多科学技术领域和产业领域构成支撑。先导性表现为材料科学、材料技术和材料产业领域中的每一个微小进步,都能够迅速辐射或引起其他领域持续的进步。比如,半导体材料的发现和发展极大地推动了计算机技术的进步,使人类进入了信息时代;光纤技术的发展推动了现代通讯技术的进步;新型结构材料和烧蚀防热材料的出现推动了航天技术和战略武器的发展。

    记者:我们知道,新材料也是高技术武器装备的重要物质基础,新军事变革对新材料技术提出了什么样的要求?

    肖加余:军事新材料技术已成为军用高技术的重要组成部分和高性能武器装备的关键技术。其要求主要包括以下几个方面:

    首先,要求具有轻、刚、强的特性。新型轻质高强结构材料是支撑各类高性能武器装备的“骨骼”,轻,就是材料被动抵抗地球引力的能力要大;强,就是材料在外力作用下抵抗破坏的能力要大;刚,就是材料在外力作用下抵抗变形的能力要大。

    其次,要求具有耐高温的能力。新型热结构热防护材料是保护各类飞行类装备高速出入大气层的“护身符”。美国“哥伦比亚号”航天飞机失事,其主要原因就是结构材料技术、热防护材料技术没过关。

    第三,要有高灵敏度。新型信息传感材料是传感器感知军事信息的“皮、眼、耳、鼻”。同时要求具有高分辨率、高能量密度、低目标特征等特点。

因此,作为武器系统重要载体的新材料技术,必须满足各种武器装备对强度、刚度、重量、速度、精度、生存能力、信号特征、维护、成本和通用性的要求。

    记者:新材料技术已成为新军事变革的技术先导,请介绍一下目前世界各国的研究情况吧。

    肖加余:毫无疑问,新材料已成为综合国力竞争的重要领域和国防力量的重要物质基础,是提高军队机械化水平的物质支撑和提高信息化程度的基础条件。因此,许多国家都将开发新材料置于优先发展的重点项目,特别是对军用新材料技术的发展给予了高度重视。

    美国国防部制定的面向21世纪的国防科技战略规划体系中,把材料与制备工艺技术定为4个具有最高优先发展的领域之一,提出优先发展结构与多功能材料技术、能量与动力材料技术、光电子材料技术、有机与合成功能材料技术、生物衍生与生物诱发材料技术等五大重点。德国分析了世界高技术发展态势,提出2l世纪的9大重点领域,首选就是新材料,在总共研发的80个课题中,属于新材料的占到24个。

    当前,世界各国重点发展和研究的军用新材料,主要包括信息材料、能源材料、纳米材料、先进复合材料等。其目的就是要最大限度地用材料的高性能支撑武器装备的高性能和新功能。

    记者:当前军用新材料技术研究的发展趋势主要表现在哪些方面?

    肖加余:在支撑新军事变革和武器装备迅速发展的过程中,军用新材料发展趋势表现在以下方面:一是复合化,通过微观、介观和宏观层次的复合,大幅度提高材料的综合性能。二是低维化,通过纳米技术制备纳米颗粒(零维)、纳米线(一维)、纳米薄膜(二维)等纳米材料与器件,以实现武器装备的小型化。三是高性能化,通过材料的力学性能、工艺性能以及物理、化学性能指标的提高,实现综合性能不断优化,为提高武器装备的性能奠定物质基础。四是多功能化,通过材料成分、组织、结构的优化设计和精确控制,使单一材料具备多项功能,以达到简化武器装备结构设计,实现小型化、高可靠的目的。五是低成本化,通过节能、改进材料制备和加工技术、提高成品率和材料利用率等方法,降低材料制备及应用成本。

    记者:我国在新材料技术以及军用新材料技术方面的研究情况又怎样呢?

    肖加余:我国政府对新材料的研究开发给予了高度重视,近年出台了一系列相关鼓励政策,建设了一批新材料研发中心和重点实验室,规划了一批新材料成果转化与产业建设基地,特别是在一些重大科技开发和产业化计划中,均把新材料列为重点支持的领域之一。

    国防科技大学作为全国最早开展新材料技术研究的单位之一,于2003年建成了全国唯一的新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室。近年来,取得了以连续碳化硅纤维和高性能复合材料等技术为代表的一系列高水平科研成果,为我国武器装备发展提供了重要技术支持与物质支撑,目前我们正围绕航天航空和武器装备发展开展军用新材料技术研究与开发。随着我国中长期科技发展规划纲要的实施,我国的新材料技术将会有更快的发展。(作者:王握文 来源:国防科技大学“科普中国”共建基地)


Copyright 2004-2011 www.hsskx.gov.cn 黄山市科学技术协会主办 All Rights Reserved 
地址:黄山市屯溪区黄山东路248号10楼  邮政编码:245000  电话:0559-2356725
皖ICP备17004988号-1  技术支持:畅新网络科技  访问量:29576235人