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中国超高强度碳纤维实现量产!为什么不用碳纤维造坦克?

碳纤维的强度比钢高那么多,为什么不用它制造坦克的装甲?近期,中国碳纤维领域传来一个好消息,SYT80(T1200级)超高

碳纤维的强度比钢高那么多,为什么不用它制造坦克的装甲?

近期,中国碳纤维领域传来一个好消息,SYT80(T1200级)超高强度碳纤维实现量产,可年产100吨,是全球首款实现工程化量产的T1200级碳纤维产品,日本同级别的还在实验室里,德国只能生产T1000级的。

这个T1200是什么意思?这是衡量碳纤维的一个标准,T是拉伸英文的首字母, T1200的意思就是超强碳纤维,在量产之后,它的抗拉伸强度可以达到8000兆帕以上。我们日常见到的普通低碳钢的抗拉伸强度是400兆帕,炮管用的钢材能达到2000兆帕,目前人类抗拉强度最高且可工业化生产的钢材是马氏体时效钢,强度是2500兆帕,和碳纤维比,简直弱爆了。

关键是碳纤维还非常轻,密度只有钢的1/4,1.8克每立方厘米的SYT80碳纤维丝,直径只有5微米。

这么强的碳纤维,如果用来制作防弹插板或者坦克装甲会怎么样呢?

哪怕是5厘米厚,也会被穿甲燃烧弹轻松击穿,因为这种材料根本就不是合适装甲。

碳纤维的强度只在一个方向,你会发现衡量它的标准只有抗拉性,在横向上,碳纤维是很弱的。一个薄一点的碳纤维板很容易被剪刀剪开,同等厚度的钢板剪刀就剪不了。换句话说,碳纤维板并不是硬的,用碳纤维制作的复合材料抗弯性吊打钢材,但是表面硬度只比铝高一些,达不到装甲钢的硬度,和一些硬质陶瓷也没法比。

另外,碳纤维的抗弯性很有意思,在没有达到极限时是非常强的,达到极限后就会直接断裂。很多跑车上有使用到碳纤维复合材料,撞到树桩上只有两种结果,一个是啥事也没有,碳纤维外壳完好无损,另一种就是碳纤维复合材料碎了一地,不存在可塑性形变。

因为抗拉性太好了,科研人员一直在想办法让它在其他方向也能获得这样的强度,可事与愿违,除非出现颠覆性技术。

现在的碳纤维板用的基本都是树脂粘合,碳纤维本身是非常耐高温的,一千七八百度,钢都融化了,它还没任何事,前提是不能接触氧化物,不能接触空气,有高温有空气的情况下碳纤维自己就可以燃烧。而且粘合它的树脂是有寿命的,怕光照。

要是用它来制造坦克装甲,会出现几个问题。一个是造价太过昂贵,制造起来也非常费精力。还有一个是寿命不长,坦克装甲起码要能用个30年,碳纤维板不行。还有就是压根抵抗不了穿甲燃烧弹,破甲弹也抵抗不了,甚至用燃烧瓶就可以轻松将其烧毁。在日常行驶过程中,坦克如果是碳纤维造的,有一点磕碰就要大面积更换,否则寿命周期会大大降低,这样的材料谁敢用?

飞机为什么就可以呢?

因为飞机机体的受力99%是拉伸,机翼要有抗弯能力,这正是碳纤维的强项。而且碳纤维足够轻,航空器对重量的敏感度要远大于地面的装甲车。

像歼20、歼35这样的第五代战斗机上就用到了大量碳纤维与钛合金,机体重量非常轻,强度极高。不过就是这样的飞机,要是结结实实挨到几发高射炮弹,依旧会坠毁。对于装甲厚重的坦克来讲,这些高射炮完全可以被无视。

不过这并不意味着坦克中就没有碳纤维材料,内部的一些零部件、机器外壳都可以使用碳纤维制造,能为整个坦克减重。

那么坦克的真正装甲用的是什么呢?军事专家常说的复合材料究竟是什么东西?

一般情况下,复合材料指的是陶瓷装甲,比如说氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等等,它们在高温下可以烧成板状。一些外挂装甲里可以增加3D金属打印网状结构,这样就可以增强陶瓷韧性。碳纤维要想能够使用也只能这样,具体的工艺应该是相当复杂的。