碳纖維、鈹鋁合金、陶瓷耐熱材料等關(guān)鍵材料技術(shù)不斷突破技術(shù)瓶頸，性能獲得大幅提升；同時，鎵液態(tài)金屬合金、超材料、石墨烯等前沿材料技術(shù)也在加快原理驗證和工程應(yīng)用研究。

材料是航空武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料技術(shù)的進(jìn)步不斷推動著航空武器裝備性能不斷提升和升級換代。在先進(jìn)復(fù)合材料、高性能金屬結(jié)構(gòu)材料、特種功能材料、電子信息材料等領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，不斷向高溫化、智能化、微納化和可設(shè)計化方向發(fā)展。

復(fù)合材料方向
碳纖維量產(chǎn)新工藝
2016年1月，由日本東麗、帝人、三菱麗陽和東京大學(xué)等組成的研究團(tuán)隊開發(fā)出在高溫環(huán)境下不易熔化的丙烯纖維原料，它的好處是無須再進(jìn)行防止熔化的準(zhǔn)備工序，采用電磁波照射纖維直接加熱從而替代傳統(tǒng)的熱壓罐加熱工藝，使碳纖維生產(chǎn)速度提高10倍。此外，新工藝還可使生產(chǎn)過程中的能源消耗和二氧化碳排放減半。

陶瓷復(fù)合材料革新

2016年8月，美國航空航天局（NASA）表示，在革命性航空概念項目的支持下，研究人員正研究陶瓷基復(fù)合材料（CMC）和防護(hù)涂層，以替代目前在航空發(fā)動機(jī)中應(yīng)用的鎳基高溫合金。此外，日本石川島播磨重工（IHI）與宇部興產(chǎn)株式會社、標(biāo)盾公司等，也將于2017年試制采用CMC的飛機(jī)發(fā)動機(jī)高壓渦輪葉片。

采用新型合金制造的F-35光電系統(tǒng)的平臺外殼。

超低溫自修復(fù)和可變形復(fù)合材料

2016年9月，研究人員首次發(fā)現(xiàn)一種能在超低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)材料裂紋自修復(fù)的新型復(fù)合材料，可用于飛行器或衛(wèi)星等的纖維增強(qiáng)材料部件，實(shí)現(xiàn)部件在軌維修。-60℃條件下，自修復(fù)效率在玻璃纖維增強(qiáng)材料中達(dá)到100%。此外，康奈爾大學(xué)也成功研制出一種可變形復(fù)合材料，兼具自組裝和自修復(fù)的特性。美國空軍打算利用該材料制備小型無人機(jī)的變形機(jī)翼，使其能適應(yīng)從空中到海洋的環(huán)境變化，盡量減少機(jī)翼損傷。

金屬材料方向
輕質(zhì)合金材料

2016年5月，美國輕質(zhì)材料制造創(chuàng)新研究所啟動了鈦合金和鋁鋰合金項目，旨在通過改進(jìn)計算模型，更好地預(yù)測發(fā)動機(jī)材料性能。

鈹鋁合金

鈹鋁合金屬于雙相金屬，兩相的熔點(diǎn)和固相溫度相差627℃，難以鑄造加工，一直以來只能粉末加工，組件價格昂貴，制造耗時報廢率高，限制了合金的應(yīng)用。2016年，洛克希德·馬丁（洛馬）與IBC先進(jìn)合金等公司合作，開發(fā)出新型鋁鈹合金B(yǎng)eralcast，用專門的鑄造工藝替代傳統(tǒng)的粉末冶金，實(shí)現(xiàn)F-35光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的慣性平臺外殼近凈成形，預(yù)計可節(jié)省30%～40%的制造成本，并顯著縮短制造周期。

新型鑄鐵材料
2016年1月，工程推進(jìn)系統(tǒng)公司（EPS）通過采用強(qiáng)度更高的“緊密石墨鑄鐵”（CGI），設(shè)計出緊湊、輕重量、堅固耐用的航空柴油發(fā)動機(jī)。這種緊密石墨鑄鐵通過加入緊密的石墨顆粒對鐵基體實(shí)現(xiàn)互鎖，從而提高了強(qiáng)度和抗破裂性能。與普通灰口鐵和鋁合金相比，抗拉強(qiáng)度提高75%以上，硬度提高45%，疲勞強(qiáng)度則增長近一倍。目前該材料已用于EPS公司的發(fā)動機(jī)曲軸箱。

特種材料方向
寬頻可調(diào)雷達(dá)吸波超材料

2016年2月，美國愛達(dá)荷州立大學(xué)利用液態(tài)鎵銦錫合金替代固態(tài)金屬制造超材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元——開口諧振環(huán)，研發(fā)出一種新型柔性隱身超材料。該材料可在吸波頻段8G～11GHz連續(xù)可調(diào)，RCS衰減40～60dB，與現(xiàn)役裝備雷達(dá)吸波材料相比，隱身效能提高100倍。該成果為寬頻可調(diào)吸波材料的研究開辟了一條全新技術(shù)途徑。

Kymeta公司的超材料天線。

新型防冰材料
2016年5月，在美國空軍科學(xué)研究辦公室和卡森直升機(jī)公司的資助下，賴斯大學(xué)發(fā)明了超薄、高導(dǎo)電石墨烯條帶的商業(yè)化生產(chǎn)工藝，并利用該工藝制備了具有導(dǎo)電性能的復(fù)合材料，幫助雷達(dá)罩和玻璃除冰。直升機(jī)旋翼槳葉的涂層試驗表明，在-20℃時，葉片上形成的冰厚約1cm，只需將0.5W/cm2功率密度的小電壓作用于涂層，就能使熱傳導(dǎo)到表面除冰。該涂層可以實(shí)時有效地對飛機(jī)、輸電線路和其他表面除冰，比目前在機(jī)場使用的二元醇化學(xué)品更環(huán)保。此外，美國休斯頓大學(xué)于11月開發(fā)出一種具有“磁性光滑表面”的新材料，在-34℃下有效防冰，可用于任意表面防冰，有望大幅提升飛機(jī)和能源設(shè)施的防冰性能。

耐高溫陶瓷材料

2016年8月，俄羅斯研究人員開發(fā)出一種基于碳化硅和二硼化鋯的陶瓷混合物構(gòu)成的多層陶瓷結(jié)構(gòu)材料，預(yù)計能夠耐受3000℃的極端溫度的考驗，可用于提升噴氣發(fā)動機(jī)燃燒室的溫度，還能在空間飛行器再入大氣層時起到隔熱作用，或者用于制造測量發(fā)動機(jī)溫度的傳感器保護(hù)罩。12月，英國帝國理工大學(xué)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)碳化鉭和碳化鉿材料組成的化合物（80%鉭和20%鉿）熔點(diǎn)可達(dá)到3905℃，為未來極熱環(huán)境的應(yīng)用鋪平道路，如下一代超聲速飛行器的熱防護(hù)板、核反應(yīng)堆的燃料包殼。

自清潔、抗反射、防微生物涂層

2016年9月，西班牙巴斯克地區(qū)大學(xué)聯(lián)合美國圣何塞IBM艾爾瑪?shù)茄芯恐行模_發(fā)了一種能防微生物附著、自清潔且抗反射的涂層。該涂層表現(xiàn)出的相分離性能能顯著降低微生物粘附。自清潔功能是通過將具有疏水性能的無機(jī)硅納米粒子噴涂在丙烯酸涂層上實(shí)現(xiàn)的，形成了超疏水表面還具備很好的強(qiáng)度和韌性。抗反射性能是通過引入多孔結(jié)構(gòu)，使涂層的有效反射率低于基材實(shí)現(xiàn)的；同時，為了降低孔結(jié)構(gòu)對涂層機(jī)械性能的影響，研究人員確定了最佳的孔隙率范圍。

碳熱沉材料

2016年8月，聯(lián)合技術(shù)航空系統(tǒng)（UTAS）公司為美國空軍475架F-15戰(zhàn)斗機(jī)提供新的輪胎和剎車。新碳剎車采用了專利碳熱沉材料，比目前的剎車系統(tǒng)壽命長4倍；新的輪胎采用無螺栓鎖環(huán)設(shè)計，大幅降低維修時間和成本，并減少部件數(shù)量，提升了F-15戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)隊的性能和表現(xiàn)。

電子材料方向
超材料天線

2016年3月，Kymeta公司表示其mTenna超材料天線已經(jīng)進(jìn)入了軍工市場。mTenna天線能夠自動校準(zhǔn)，在飛行中調(diào)整對電磁波的接收，其制造工藝類似于液晶顯示器或智能手機(jī)玻璃屏幕，成本僅為1.5萬～2.5萬美元，顯著低于相控陣天線和電掃天線。此外，該天線僅消耗10W的功率，收發(fā)合置，重約18kg，可單人攜帶。

二維氮化鎵半導(dǎo)體材料

2016年8月，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)家采用石墨烯封裝的方法，利用遷移增強(qiáng)封裝生長（MEEG）技術(shù)，將鎵原子添加到兩層石墨烯之間，然后加入氮?dú)庖l(fā)化學(xué)反應(yīng)，生成封裝在石墨烯中的超薄片層氮化鎵，首次合成二維氮化鎵材料。這種材料具有優(yōu)異電子性能和強(qiáng)度，將對電子行業(yè)產(chǎn)生變革性影響。

鎵液態(tài)金屬合金

2016年5月，美國空軍披露其正在進(jìn)行鎵液態(tài)金屬合金(GaLMA)射頻電子研究項目。GaLMA由液態(tài)金屬、鎵及其他導(dǎo)電金屬組成，具有輕質(zhì)、構(gòu)型可變的特點(diǎn)，對于嚴(yán)格限制尺寸、重量和功率的平臺有重要意義，可以延長飛行時間、提高負(fù)載能力、減少飛機(jī)傳統(tǒng)射頻結(jié)構(gòu)造成的空氣動力學(xué)阻力。基于GaLMA的液態(tài)電子對于傳統(tǒng)射頻電子而言，是一種全新的方法和完全不同的材料形式，可以使天線和電接觸點(diǎn)物理可移動，且可重新布置，所以電子元件的形狀和功能能夠隨任務(wù)需求而變化。

透明強(qiáng)磁性材料
10月9日，日本研究人員開發(fā)出一種透明強(qiáng)磁性納米顆粒薄膜材料，由納米級磁性金屬顆粒鐵鈷合金和絕緣物質(zhì)氟化鋁混合制成，有望用于在飛機(jī)擋風(fēng)玻璃上直接顯示油量、地圖等信息的新一代透明磁性設(shè)備，為包括電、磁及光學(xué)設(shè)備在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)帶來革新性的技術(shù)發(fā)展。???????????