氟矽膠製品新型材料為國爭光,國防戰力更勝(shèng)一(yī)籌
強國必須強國防,強軍必須強科技。在曆史上,煉銅(tóng)、煉鐵以及火藥等化學技術的發展極大推動了軍事乃至(zhì)整個人類文明的前 進。在今天,化學工(gōng)業對於國防軍事的重要(yào)意義依然非凡。改革(gé)開放40年,石化行業通過新材(cái)料等技術(shù)突破,為我(wǒ)國國防建設作出 了突出貢獻。

中複神(shén)鷹碳(tàn)纖維公司已經實現了T1000碳纖(xiān)維生(shēng)產。圖為工人查看生產線運行情(qíng)況。
複合材料規模應用(yòng)
一(yī)代材料,一(yī)代飛機。飛機性能一半取決(jué)於設計,另一半取決於材料。長期實(shí)驗發現先進複合材料多種性能都優於普通的鋁金 屬(shǔ)材料與鋼金屬材(cái)料,應用到航空航天領域中,不僅可以賦予(yǔ)航空航天防熱、吸波等特殊性能,而且還可以有效減輕航空航天設備 本身的重量。複合材料對航空裝備(bèi)發展的重要意義不言而(ér)喻。
我國從20世紀70年代開始進行(háng)複合材料研究工作。經過40年發展,我國(guó)先進複合材料取得了可喜的進步,技術水平也得到了不 斷的提高。目前,先進複合材料已經大規(guī)模應用於軍用航空(kōng)航天領域,譬(pì)如火箭、導彈(dàn)、宇航器、衛星(xīng)、無人機、新型驗證機、航 空發動機、軍機等,應用範圍也逐步從次承力構件進入到主承力構件。近些年來(lái),我國生產的軍用飛機(jī)中先進(jìn)複合材(cái)料占比不斷提升。據媒體公開報道,我國殲-20戰鬥(dòu)機的複合材料使用率已達到20%,接近於國際先進水(shuǐ)平。
目前,我國複合材(cái)料(liào)市場規模已(yǐ)發展到千億元級。根據公開資料,2017年,全球複合材料產值約為867億美元,同比增長5.7% 。其中,中國(guó)大陸的產值占比為25%。2017年,我國(guó)複合材料產量為444萬(wàn)噸,行業營收1010億元,整體(tǐ)市場保持逐年(nián)增長的發展態 勢(shì)。
現階段,我國登記注冊(cè)的複(fù)合材料生產企業在5000家以上,分布在全國各地,其中規模以上的企(qǐ)業數量較少,中小企(qǐ)業占比達 到90%以(yǐ)上。2011~2017年,我國複合材料行業營收保持增長,但整(zhěng)體利潤水平增速較(jiào)為緩慢。
作為複合材料的(de)主要(yào)原材料之一,我(wǒ)國碳纖維產業近年來的發展進入新階段,初步形成了以山東、江蘇和吉林等地為(wéi)主的碳纖 維產(chǎn)業聚集(jí)地,培育了威海拓展、中複神鷹(yīng)和江蘇恒神等碳纖維生產骨幹企(qǐ)業以及一(yī)批碳纖維複合材料及製品企業。根據統計, 2010~2016年,我國碳纖維產能從6445噸增至23810噸,增(zēng)長了近3倍。
目前,國內關於隱身材料的開發已經有了相對完善的體係,除了一些軍工企業之外,不(bú)少高校(xiào)也加入到這一隊(duì)伍,譬如哈爾濱 工業大學、西北工業大(dà)學、北京航空材料研究院、青島科技大學等。

據悉,曾在珠海航展亮相的殲-20重型隱身戰鬥(dòu)機,就使用(yòng)了最新的國產隱身塗層。
防彈材料接連突破
防彈材料,是國防(fáng)建設中應用較多的一類材料。改革開放前,中國(guó)能(néng)夠生產一些簡單的防彈材(cái)料,但(dàn)在(zài)今天,中國已是世(shì)界第 一大防彈材料生產(chǎn)國。
國內最早的防(fáng)彈衣研(yán)究始於上世紀50年代(dài)末期,當時使用過的材料組合(hé)包括玻璃纖維/環氧樹脂與木棉;玻璃纖維/環氧樹脂(zhī)與 鉻剛玉;高強(qiáng)度鋁合(hé)金等。客觀地說(shuō),這些早期產品的防(fáng)護性能都非常有限。
改革開放以(yǐ)後,中國尼龍工業發展迅速,到了上世紀80年代,尼龍與(yǔ)鋁合金組成(chéng)的材料成(chéng)功用於中國(guó)自己定型的81防彈衣。雖 然該防彈(dàn)衣性能比50年代(dài)的玻璃鋼纖維版要好得多(duō),但尼龍材(cái)料和同時代的美(měi)國凱夫拉(芳綸類)材料相比性能就(jiù)差遠了。

超高相(xiàng)對分子質量聚乙烯纖維國內需求結(jié)構
特種矽橡膠橡膠種(zhǒng)類漸多
所謂(wèi)特(tè)種橡膠(jiāo),主要包括氯丁橡膠、丁腈橡膠、氟(fú)橡膠、矽橡膠製品等。特種橡(xiàng)膠製品的彈性和密封性極佳,在(zài)武器裝備關鍵 部位中往往能見到他們的身影(yǐng)。例如,導(dǎo)彈和運載火箭發(fā)動機、推進劑管路活門、儀器(qì)艙、控製係統以及(jí)發射係統會使用特(tè)種橡膠 。殲(jiān)擊機、運輸機、轟炸(zhà)機等(děng)貯存(cún)燃料油的容器是用特種橡膠製作的軟油箱,防止介質泄漏要用矽橡膠O形圈,滑行、起飛和著陸 時(shí)緩衝要靠航空輪胎。
防化兵使用的防毒衣、防(fáng)毒麵具、防毒手(shǒu)套,裝甲兵部隊使用的矽橡膠減震墊、防彈輪(lún)胎,炮兵(bīng)使用的實心輪胎,工(gōng)程兵部隊用的 橡膠舟、橡膠橋,軍(jun1)工氣象部門使用的乳膠探空氣(qì)球,哪個(gè)也離不開特種(zhǒng)橡膠。
從整體上看,我國特(tè)種合成橡膠發展比(bǐ)較(jiào)緩慢。雖然國外(wài)有的特種橡膠膠種我國都(dōu)有,但是達(dá)到規模化生產的很少,多數(shù)膠種 的製備還處於試生產階段,產量小,且產品(pǐn)質量不(bú)穩定,產品品種少,先進牌號基本上都(dōu)沒有係列產品。
就產品來看,氟橡膠方麵,國內有晨光化工研究院、上海三愛富新材料有限公(gōng)司、浙(zhè)江巨化股份有限公司、東嶽集(jí)團等單位生 產,主要有23型(xíng)、26型、246型3種型號。此外,國(guó)內已(yǐ)開發出全氟醚橡膠、羧基亞硝基氟橡膠及耐低溫等特殊性能新品種(zhǒng)以適應各(gè) 種特殊需求。目前,國(guó)內氟橡膠生產能力約4000~5000噸/年。
矽橡膠方麵,國內主要有晨光化工研究院、吉林化工公(gōng)司(sī)、南京高爾特矽橡膠製品公司、江蘇宏達新材料股份有限公司等生產 單位。
氫化丁腈橡膠(HNBR)方麵,我國蘭州(zhōu)化工研究(jiū)中心於1999年(nián)研(yán)製(zhì)出LH-9901和LH-9902兩種(zhǒng)型號;吉化公司研製成(chéng)功HNBR-JH ,達到日本Zeon公司Zeptol2020的性能水平;讚南科技的HNBR也已實現產業化。不過,國(guó)內所用HNBR仍然要從國外進口。
鹵化丁基膠方(fāng)麵,該產品也曾長期由美國埃克森美孚、德國朗盛和俄羅斯企(qǐ)業壟(lǒng)斷。近些年,國內石化企業相繼突(tū)破關鍵技術 ,實現了鹵化丁基橡膠的產業化生產,目前主要生產廠家有浙江(jiāng)信匯新材料、盤(pán)錦和運(yùn)集團、中石化燕山石化等。
推進劑(jì)送“嫦娥”登月
2018年12月(yuè)8日,我國月球探測器“嫦娥四號”於西昌發射升空(kōng),將在人類曆史上首次登陸月球背麵。本次發射使用(yòng)的是長征 三號乙運載火箭,其(qí)推進(jìn)劑也出自化工行業。
推(tuī)進劑是把火箭(jiàn)送出大氣層並為航天器在太空遨遊提供動力的關鍵,這是(shì)一類在燃燒時能迅速(sù)產(chǎn)生(shēng)大量(liàng)高溫氣(qì)體的化學物質, 通過有(yǒu)規律地燃燒釋放出能量,產(chǎn)生氣體,推送火箭和導彈。
根據(jù)已知的技術參(cān)數,“長三乙(yǐ)”火箭(jiàn)一級、二級發(fā)動機推進劑為偏二甲肼/四氧化二氮,三級發(fā)動機推進劑為(wéi)液氫/液氧(yǎng)。液 氫是當今已使用的高(gāo)能液體(tǐ)燃料中燃燒能量最大、比衝最(zuì)高的一種。而且液氫、液氧推進劑十分環保,燃燒後產生的是水,不會造 成汙染。
其實,中國航空航天(tiān)的發展一直伴隨著推進劑的進步。經過多年發展,目前我國火箭(jiàn)推進(jìn)劑主要來(lái)自黎明(míng)化工研究院和江(jiāng)西星 火航天新材料有限公司兩家企業。其(qí)中,黎明院從組建開(kāi)始(shǐ),一直承(chéng)擔著國家液(yè)體化學推進劑和固體化學推進劑原材料的研製生產 任務,研發的一係列液體推進劑、固體(tǐ)推進劑原材料以及其他軍工配套材料,廣泛應用於多種戰略、戰術武器以及長(zhǎng)征係列運載火(huǒ)箭、載人航天工程、月球(qiú)探測工程(chéng)等國家重點工程,為國防現代化建(jiàn)設和航天航空事業作出了突出貢獻。

鏈接:令人自豪的(de)“化工(gōng)時刻”
第一枚(méi)導彈中的高純液(yè)氧推進劑
1960年11月5日,我國自製的第一枚仿蘇P-2型近程(chéng)導彈發(fā)射成功,為我國獨立研製新(xīn)型導彈與火箭打下了良好的基礎。其中, 國產(chǎn)高純液氧推進劑讓國人揚眉吐氣。

第一顆原子彈中的離子交換樹脂
1964年10月16日,我國第一(yī)枚原子彈爆(bào)炸成功。從鈾礦的勘探、開采(cǎi),鈾的(de)提取,核燃料元件的製造,一直到核(hé)反應堆及輻照 過的燃料後處理,都離不開離子交換樹脂。
第一顆氫彈中(zhōng)的重水
1967年6月17日,我國第一顆氫彈成功爆(bào)炸。它所用的“炸藥”是氫化鋰和氘(dāo)化鋰。而氘和氘化鋰(lǐ)則來自於高純度重水。
第一顆人造衛星(xīng)中的固體(tǐ)潤滑膜(mó)
1970年4月(yuè)24日,中國發射的第一顆人造(zào)衛星“東(dōng)方紅”一號飛向(xiàng)太空。其(qí)中的關鍵材料固體潤滑膜,保證超短波天線在-100 ℃~100℃能正常工作。
第一顆通訊衛星中的單晶矽
1984年4月8日,我國成功發射了第一顆通信衛星——“東方紅”二(èr)號。它的能源係統使用了1萬多個單晶矽片,保證了大量資 料的即時接收、發送、處理。
第一次載人航天飛行中的特種材料
2003年10月15日,“神舟”五號(hào)載人飛船升空。楊利偉身穿的航天服,主體材料是高強(qiáng)度滌綸,氣密層由(yóu)十幾種特種橡膠材料 製成。
第一顆繞月人造衛星中(zhōng)的(de)高能燃料
2007年10月24日,我國首顆探月衛星嫦娥一號(hào)成功發射。衛星和火箭使用的高性能液氫、液(yè)氧推進劑,用先進碳纖維材料技術 研製的太陽能電池板支架等,都出自化工(gōng)行業。
第一座目標飛行器中的特種(zhǒng)材料(liào)
2011年9月(yuè)29日,我國首個目標飛行器“天宮”一號發(fā)射升(shēng)空。“天宮(gōng)”一號(hào)使用的航天專用潤滑材料和密封材料(liào),保證了其 與“神(shén)舟”八號的順利(lì)對接(jiē),這些都來自化工行業(yè)。
第一深度“蛟龍”號中的化工材(cái)料
2012年6月27日,我國載(zǎi)人潛水器“蛟龍”號(hào)下潛至(zhì)7062米,達成新的(de)中(zhōng)國深度。“蛟龍”號的(de)外殼由直徑微小的空心玻璃微 珠和環氧(yǎng)樹脂製造而成,其外層采用了高性能的海洋重防腐塗料(liào)。
第一(yī)艘航母(mǔ)中的甲板塗料
2012年9月(yuè)25日,我國第一艘航空母艦“遼寧(níng)”號交付使用。其甲板(bǎn)使用特殊材料製造的塗層,以抵抗艦載機起(qǐ)降的衝擊,這 些也來自於化工行業。
第一(yī)架五代戰機中的先進材料
2016年11月(yuè)1日,經(jīng)過5年試飛後,國產第五代隱身戰機殲-20在珠海航展亮相。先(xiān)進隱身材料的使用保(bǎo)證了其隱身性能(néng)。同時 ,機身20%采用碳纖維複合材料,創國產戰機新高。
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