材料是人類用以制造有用物品的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類歷史已經(jīng)證明，新材料是社會進(jìn)步的里程碑。國防先進(jìn)材料技術(shù)是指新出現(xiàn)和正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能和合理的費(fèi)效比，能滿足武器裝備需要的新型材料技術(shù)。它涉及材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備及其性能及使用行為間相互關(guān)系的知識開發(fā)及應(yīng)用的科學(xué)工程技術(shù)。

國防材料技術(shù)對國防科學(xué)技術(shù)、國防力量的增強(qiáng)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大推動作用。在現(xiàn)代社會中，新材料已經(jīng)成為各工程領(lǐng)域的共性關(guān)鍵技術(shù)之一，是高技術(shù)的重要組成部分，也是最重要和發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一。國防材料技術(shù)是發(fā)展武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)，它的應(yīng)用可以提高武器裝備的性能，也往往拓展出武器裝備新的功能和降低其全壽命期費(fèi)用。跨世紀(jì)武器裝備技術(shù)發(fā)展的主旋律是作戰(zhàn)平臺、動力系統(tǒng)的技術(shù)水平以及綜合生存能力、有效毀傷能力、電子信息化能力的全面提升。

（1）武器裝備作戰(zhàn)平臺要求輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌材料

??? 武器裝備作戰(zhàn)平臺作戰(zhàn)能力要求在不增重前提下進(jìn)一步增大航程、提高巡航能力，在實(shí)現(xiàn)相同任務(wù)的條件下降低起飛重量、降低采購和保障費(fèi)、延長壽命等。實(shí)現(xiàn)這些能力將采取的主要措施包括：降低結(jié)構(gòu)重量比、降低生產(chǎn)成本等。未來航天平臺技術(shù)進(jìn)一步要求小型化、提高有效載荷、降低發(fā)射成本和具有更遠(yuǎn)的射程。未來地面車輛與艦船平臺要求進(jìn)一步提高登陸和沿海作戰(zhàn)能力、戰(zhàn)略機(jī)動能力、保持技術(shù)優(yōu)勢，提高可靠性等。實(shí)現(xiàn)這些能力在很大程度上將取決于輕質(zhì)化、低成本、高性能先進(jìn)材料技術(shù)的發(fā)展。

（2）動力系統(tǒng)對耐高溫材料提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

??? 軍用航空發(fā)動機(jī)、主戰(zhàn)坦克發(fā)動機(jī)和戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)等的主要發(fā)展趨勢是通過進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)功率、推重比，提高可靠性，降低成本。這在很大程度上取決于輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐熱、隔熱、阻尼等先進(jìn)材料技術(shù)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

（3）高生存力和突防能力、有效毀傷能力以及電子/信息化能力對功能材料提出了更高要求

??? 在未來戰(zhàn)爭中，提高生存能力和突防能力是軍事對抗中的重要內(nèi)容。各類裝備的隱身技術(shù)被置于非常關(guān)鍵的地位。另一方面，隨著未來戰(zhàn)場上精確打擊彈藥技術(shù)的快速發(fā)展，防護(hù)已成為世界性的難題。對先進(jìn)隱身材料、戰(zhàn)斗部材料以及裝甲防護(hù)材料提出了更高要求。在世界軍事大國近年來掀起的新軍事技術(shù)革命熱潮中，信息戰(zhàn)是新的熱點(diǎn)，以戰(zhàn)場信息的利用和反利用為核心的信息優(yōu)勢將成為未來戰(zhàn)爭最重要的威懾力量。各類電子信息材料是確保武器裝備發(fā)揮威力的重要支撐。
??? 鑒于高性能武器裝備的發(fā)展得益于先進(jìn)材料技術(shù)的突破，發(fā)達(dá)國家不斷強(qiáng)化材料技術(shù)對先進(jìn)武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)作用和技術(shù)先導(dǎo)作用，近年來其地位進(jìn)一步提升。例如，美國國防部制定的面向21世紀(jì)的國防科技戰(zhàn)略規(guī)劃體系中，把材料技術(shù)定為4個具有最高優(yōu)先領(lǐng)域之一，并指出材料技術(shù)也是其他具有優(yōu)先權(quán)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。又如，美國空軍首席科學(xué)家辦公室于2013年7月發(fā)布的《全球地平線》報告，根據(jù)對未來機(jī)會、威脅和已識別的發(fā)展趨勢的評估，為應(yīng)對未來各種不對稱威脅，美國空軍將在未來15年重點(diǎn)加強(qiáng)5個賦能技術(shù)領(lǐng)域的投入，即材料科學(xué)、生物技術(shù)、自主機(jī)器人系統(tǒng)和平臺、知識發(fā)現(xiàn)和決策工具以及社會預(yù)測和效果干預(yù)。其中，材料科學(xué)位列第一。
??? 近年來，本領(lǐng)域發(fā)展很快，其原因是武器裝備對于先進(jìn)材料的依賴程度越來越大，在促進(jìn)創(chuàng)新及技術(shù)轉(zhuǎn)化方面的研究工作最為活躍。發(fā)達(dá)國家主要通過三個層面的努力促進(jìn)國防材料的發(fā)展：首先是加強(qiáng)頂層設(shè)計，制定科學(xué)合理的發(fā)展規(guī)劃；其次是促進(jìn)軍用材料的體系化建設(shè)，全方位部署國防材料的均衡發(fā)展；第三是加快產(chǎn)業(yè)布局，全面提升高技術(shù)材料產(chǎn)業(yè)化水平。2014年在這三個方面均取得了顯著的進(jìn)步，其發(fā)展特點(diǎn)如下：

一、加強(qiáng)頂層設(shè)計，積極制定發(fā)展計劃

??? 為了加快新材料的發(fā)展，以美國為首的航空發(fā)達(dá)國家，制定了多個涉及材料技術(shù)的發(fā)展計劃。20世紀(jì)末高新技術(shù)的飛速發(fā)展，為新型武器系統(tǒng)的研制和現(xiàn)有武器裝備 的升級提供更高性能的低成本的材料技術(shù)帶來了新的機(jī)遇。這些技術(shù)主要有信息技術(shù)、納米技術(shù)、生物技術(shù)以及自組裝材料技術(shù)等。新材料的發(fā)展涉及多學(xué)科交叉，在材料的創(chuàng)新中，越來越注重綜合利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成就。受其影響，近年，這些規(guī)劃的關(guān)注點(diǎn)主要集中在計算材料技術(shù)及納米技術(shù)上。此外，傳統(tǒng)材料的改進(jìn)以及新材料的產(chǎn)業(yè)化也是重要內(nèi)容。2014年上述發(fā)展重點(diǎn)得到了充分體現(xiàn)。
??? 計算材料技術(shù)研究高潮迭起，美國出臺材料基因組計劃發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。美國奧巴馬政府自2011年6月出臺材料基因組計劃之后，2014年12月4日，在總結(jié)三年來計劃取得成果的基礎(chǔ)上，出臺了材料基因組計劃戰(zhàn)略規(guī)劃。首次公布了材料基因組計劃的九大重點(diǎn)研究領(lǐng)域及63個重點(diǎn)研究方向。指出樹脂基復(fù)合材料、關(guān)聯(lián)材料、電子和光子材料、儲能材料以及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料等5類材料對于國家安全的影響巨大，值得特別關(guān)注。在這5個領(lǐng)域中，共列出了37個重點(diǎn)研究方向。從而表明，材料基因組計劃發(fā)展重點(diǎn)已經(jīng)細(xì)化，從過去的方法路徑介紹發(fā)展到面向材料應(yīng)用實(shí)施階段。
??? 高度重視納米材料技術(shù)研究，歐盟發(fā)布石墨烯科技路線圖。2014年2月，歐盟未來新興技術(shù)（FET）石墨烯旗艦計劃發(fā)布了首份招標(biāo)公告和科技路線圖，介紹了擬資助的研究課題和支持課題，以及根據(jù)領(lǐng)域劃分的工作任務(wù)，每項課題都涉及多項工作任務(wù)。根據(jù)路線圖，石墨烯旗艦計劃將分兩階段進(jìn)行：初始階段（2013年10月1日至2016年3月31日，共資助5400萬歐元）和穩(wěn)定階段（2016年4月開始，預(yù)計每年資助5000萬歐元）。該路線圖重點(diǎn)發(fā)展方向主要包括：化學(xué)傳感器、生物傳感器與生物界面；石墨烯材料與半導(dǎo)體器件的集成、面向射頻應(yīng)用的無源組件、硅光子學(xué)的集成、高頻電子學(xué)、光電子學(xué)、傳感器和柔性電子學(xué)。
??? 俄羅斯再度崛起，公布“《2030年前材料與技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略》計劃細(xì)節(jié)”。俄軍事工業(yè)委員會科技委在2012年4月中旬審議通過了“俄羅斯先進(jìn)材料和工藝技術(shù) 發(fā)展戰(zhàn)略2030”的基礎(chǔ)上，于2014年發(fā)布了計劃的細(xì)節(jié)。將從2014年起獲得單獨(dú)撥款，未來5年期間的總撥款量大約500億盧布（約17.3億美元）。該戰(zhàn)略提出了18個主要的發(fā)展方向，包括智能材料、金屬間化合物、納米材料及涂層、單晶高溫合金、含鈮復(fù)合材料等，其中所研制的材料中大約80%將服務(wù)于現(xiàn)代化的發(fā)動機(jī)。研發(fā)重點(diǎn)主要有以下5個方面：單晶耐高溫合金發(fā)動機(jī)葉片、自組織納米復(fù)合材料涂層、高梯度定向結(jié)晶技術(shù)、真空熔煉技術(shù)、發(fā)動機(jī)材料與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。
??? 為促進(jìn)快速增長，發(fā)達(dá)國家出臺新材料產(chǎn)業(yè)化計劃。2014年，發(fā)達(dá)國家出臺了一系列新材料產(chǎn)業(yè)化計劃，為建成門類齊全、專業(yè)配套、具有相當(dāng)規(guī)模和技術(shù)基礎(chǔ)的高科技產(chǎn)業(yè)體系做出不遺余力的努力。其中，影響較大的有ESA參與“歐洲冶金計劃”和日本東麗發(fā)布碳纖維發(fā)展中期管理計劃等。首先，2014年，ESA聯(lián)合了一些知名研究機(jī)構(gòu)和超過180家歐洲公司，開展名為“歐洲冶金”計劃的研究，旨在發(fā)展21世紀(jì)新型金屬及其制造技術(shù)。該計劃總經(jīng)費(fèi)10億歐元，已于 2014年9月9日正式啟動，將圍繞13個主題開展研究；其次，2014年2月，東麗公司宣布了新制定、歷時三年的中期管理計劃“計劃AP-G2016”，作為正在進(jìn)行的“AP-G 2013計劃”的繼續(xù)，旨在通過“創(chuàng)新和激進(jìn)的管理”實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速增長。最后，日本獨(dú)立行政法人“物質(zhì)?材料研究機(jī)構(gòu)”2014年啟動了“實(shí)現(xiàn)低碳社會、開發(fā)耐熱、耐環(huán)境材料”項目。

二、促進(jìn)軍用材料體系化建設(shè)，全方位實(shí)現(xiàn)國防材料技術(shù)創(chuàng)新

??? 發(fā)達(dá)國家由于工業(yè)基礎(chǔ)雄厚、技術(shù)先進(jìn)和成熟的市場經(jīng)濟(jì)機(jī)制，因此軍用材料技術(shù)基本上按系列發(fā)展，形成了“貨架產(chǎn)品”。如美、英、法、俄等國家都有本國武器裝備按“貨架產(chǎn)品”選材的原則和與之相適應(yīng)的材料系列。特別是美國，其航空武器裝備發(fā)展的先進(jìn)性，促使其裝備研制按照“貨架產(chǎn)品”進(jìn)行選材，不遺余力地促進(jìn)軍用主干材料的發(fā)展，“一材多用”、“馬太效應(yīng)”趨勢日趨明顯。
??? 歸納起來，國外軍用材料體系發(fā)展具有幾個特點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)、具有本國特色；按體系發(fā)展，滿足裝備選材需求；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完備，規(guī)范材料研制與應(yīng)用；數(shù)據(jù)豐富，為選材提供依據(jù)。
??? 作為體系化建設(shè)的組成部分，2014年，在先進(jìn)復(fù)合材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、特種功能材料、電子信息功能材料、含能材料及核級材料六大方向均取得了長足進(jìn)步。
??? 先進(jìn)復(fù)合材料在武器裝備上進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。近20年來，樹脂基復(fù)合材料在軍民用裝備上獲得大規(guī)模應(yīng)用。2014年，日本東麗公司的T1100G碳纖維的出 現(xiàn)，波音公司完成5.5米復(fù)合材料低溫貯箱的制造并在NASA成功進(jìn)行測試、塊狀玻璃合金及其復(fù)合材料可用于航天器的微流星體軌道碎片防護(hù)屏、NASA驗 證“獵戶座”飛船的熱防護(hù)罩性能等昭示著先進(jìn)復(fù)合材料研發(fā)工作十分活躍。
??? 傳統(tǒng)材料持續(xù)挖潛再創(chuàng)輝煌。重視傳統(tǒng)材料的持續(xù)改進(jìn)成為近年來的一大趨勢。金屬材料仍不斷煥發(fā)青春。美國利用一體化計算材料工程開發(fā)出四種高性能鋼，再次表明傳統(tǒng)金屬材料的發(fā)展非但沒有走到盡頭，反而發(fā)展勢頭更猛。
??? 功能材料全方位出現(xiàn)新突破。未來服役條件要求特種功能材料承受超常的自然和人為環(huán)境。2014年，瑞典開發(fā)的新發(fā)動機(jī)陶瓷納米顆粒熱障涂層使用壽命提高了2倍、美國開發(fā)出自適應(yīng)柔性復(fù)合材料機(jī)翼、超輕復(fù)合材料高性能裝甲、自修復(fù)防腐涂層、俄羅斯“阿瑪塔”主戰(zhàn)坦克將采用減重15%的新型結(jié)構(gòu)裝甲鋼等均昭示著特種功能材料開發(fā)的巨大潛力。
??? 電子信息功能材料進(jìn)展多集中于超材料。該類材料對武器裝備的通訊、探測、信息處理起基礎(chǔ)支撐作用。2014年電子信息功能材料在超材料平面天線材料、超材料潛艇聲隱身材料、超黑可見光隱身材料等均是該領(lǐng)域的重要突破。
??? 含能材料創(chuàng)新彰顯未來技術(shù)走向。美國線性多腔合金基高能量密度結(jié)構(gòu)含能材料問世、美國最優(yōu)晶型納米奧克托今制備成功彰顯未來技術(shù)走向。2014年，法德圣路易研究院采用噴霧閃蒸工藝技術(shù)成功制備出50~500納米的不敏感β型奧克托今（β-HMX），標(biāo)志著奧克托今納米化技術(shù)取得重大突破，在納米含能材料技術(shù)發(fā)展過程中也具有里程碑意義。
??? 核級材料制備技術(shù)取得突破。軍用核材料是核武器的核心裝料，包括高濃鈾、軍用钚、氚和鋰。為了維護(hù)核武庫以及將來可能的需要，現(xiàn)在的主要任務(wù)是如何安全貯存這些核材料，尤其是钚，與此同時保持并發(fā)展核材料的生產(chǎn)技術(shù)和工藝。2014年，日本研制成功碳化硅核燃料包殼的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)、美國提出高效能低排放創(chuàng)新型钚238制備技術(shù)、美國有9項用于高濃鈾加工設(shè)施的新技術(shù)正在研發(fā)中是該領(lǐng)域的重大進(jìn)展。