Koolstofvezel composietmaterialen Koolstofvezel is "zacht van buiten en hard van binnen". Het heeft niet alleen de essentiële eigenschappen van koolstofmaterialen, maar ook de zachtheid en verwerkbaarheid van textielvezels. Het is een nieuwe generatie hoogwaardige versterkende vezels. Koolstofvezel, die meerdere malen dunner is dan een haar, wordt gecombineerd met een matrix zoals hars, koolstof, keramiek en metaal. Na een speciaal composiet gietproces kunnen koolstofvezel composietmaterialen met uitstekende prestaties worden verkregen. Het kan op veel gebieden worden gebruikt, zoals luchtvaart, ruimtevaart, energie, transport en militaire apparatuur. Het is een belangrijk materiaal voor de nationale defensie, de militaire industrie en de civiele productie en het leven.

Naar verluidt lijkt koolstofvezel eenvoudig, maar het productieproces is zeer ingewikkeld. Het is een systeemtechniek die multidisciplinaire, verfijnde en hightech technologieën integreert. Er zijn chemische, textiel-, materiaal-, precisiemachines en andere multidisciplinaire gebieden bij betrokken. Het hele proces omvat een uiterst nauwkeurige regeling van duizenden parameters zoals temperatuur, vochtigheid, concentratie, viscositeit en stroming. Als je niet voorzichtig bent, zal dit de prestaties en de kwaliteitsstabiliteit van koolstofvezel ernstig beïnvloeden, dus het ligt ver buiten het bereik van algemene procestechnologie.

Vandaag de dag zijn koolstofvezel composietmaterialen niet alleen een onmisbaar basismateriaal geworden voor het bereiken van hoge stealthprestaties, maar ook een belangrijk symbool voor het meten van de geavanceerde prestaties van wapensystemen. Sinds veel vliegtuigen bijvoorbeeld een groter aandeel koolstofvezel composietmaterialen gebruiken, hebben hun laadvermogen, uithoudingsvermogen en overlevingsvermogen nieuwe doorbraken bereikt.

Een van de belangrijkste kenmerken van gevechtsvliegtuigen is hun goede stealthprestatie, die nauw samenhangt met het uitgebreide gebruik van koolstofvezel composietmaterialen. Daarnaast maken ook andere gevechtsvliegtuigen gebruik van koolstofvezel absorberende materialen, waaronder het Zweedse patrouilleschip, dat volledig composietmaterialen gebruikt, waardoor het geavanceerde gevechtsprestaties heeft zoals hoge stealth, hoge wendbaarheid en lange levensduur.

De ontwikkeling op het gebied van lucht- en ruimtevaart is nog zorgvuldiger. Bijvoorbeeld, voor elke 1 kg vermindering in de massa van een vaste raketmotor, kan het bereik met 16 kilometer worden vergroot. Daarom worden koolstofvezel composietmaterialen veel gebruikt in motoromhulsels zoals Amerikaanse raketten. In de toekomst zal koolstofvezel een belangrijke basis vormen voor de ontwikkeling van geminiaturiseerde, zeer wendbare, zeer precieze en zeer penetrerende geavanceerde strategische wapens en apparatuur.

Nieuwe hoogwaardige koolstofvezelcomposietmaterialen hebben een betere stabiliteit en betrouwbaarheid en worden momenteel op grote schaal gebruikt in apparatuursystemen zoals hypersonische vliegtuigen, het internationale ruimtestation en geavanceerde satellieten. Het Amerikaanse Ministerie van Defensie benadrukte in het rapport "Material Research for 21st Century Defense Needs" dat "tegen 2020 alleen composietmaterialen het potentieel hebben om de prestaties van apparatuur met 20-25% te verbeteren".

Met de ontwikkeling van moderne wapens en uitrusting zijn de trends van stealth, laag energieverbruik, hoge mobiliteit en grote belasting prominent aanwezig en worden de prestatievereisten van koolstofvezel en composietmaterialen steeds hoger. Daarom is de ontwikkeling van koolstofvezel met een hogere sterkte en hogere modulus en het bijpassende krachtige gevechtssysteem het hoogtepunt geworden in de competitie van de militaire machten voor geavanceerde kracht. Op dit moment richten de ontwikkelde landen zich op drie richtingen: koolstofvezel, geavanceerde hars en productietechnologie.

Op dit moment is er een enorm potentieel en ruimte voor verbetering van de treksterkte en modulus van koolstofvezel in theorie en in het laboratorium, dus de strijd is in volle gang.

Op het gebied van harsonderzoek ligt de nadruk op de ontwikkeling van thermohardende harsen met een hoge taaiheid, die de temperatuur van onderdelen van wapenuitrusting op lange termijn kunnen verhogen en de taaiheid, verwerkbaarheid en vocht- en hittebestendigheid kunnen verbeteren. De ontwikkeling van thermoplastische harsen kan de slagvastheid en weerstand tegen vermoeiingsschade van wapens en uitrusting aanzienlijk verbeteren.

Moderne geavanceerde geautomatiseerde productietechnologie kan de integratie van driedimensionale modellen van onderdelen in de productie realiseren, wat geschikt is voor de productie van grote en complexe structurele onderdelen, en kan de kwaliteitsbetrouwbaarheid van apparatuur effectief verbeteren en de kosten verlagen, waardoor de betere ontwikkeling van de nationale defensie en militaire industrie wordt bevorderd.