雖說宇宙浩渺無窮、包羅永珍，但人們卻還沒有足夠能力去征服他，目前只停留在小範圍的探索階段。故而，人們主要的爭奪物件還是那三個方向：天空、陸地和海洋。
海洋佔整個地球表面的四分之三，擁有無窮無盡的寶藏，也是不可或缺的重要戰場。海洋裡最豐富的就是水，而水是寶貴的生命之源，更是一切廝殺爭鬥的天然屏障。海洋雖不及天空佔盡天時地利，卻也為這世界提供了乙個無可比擬的重要戰場。
海洋神秘莫測，擁有難以匹敵的無窮力量，而我們則必須借助艦船來征服這一霸主。然而，這一條路並不易走，艦船的效果還遠不能滿足我們的需求。因而，艦船的更新換代迫在眉睫；與此同時，各種各樣的新型材料也隨之出世，進入我們的視線。
艦船有民用和軍用船隻兩種。然而，無論是民用功能還是軍用功能，一艘完整的艦船都離不開「材料」二字。只有材料的最優化組合，才能成就一艘無可匹敵的戰艦。
既而，尋求適合的新型材料就成為了艦船發展、進步的重中之重。
我國對於艦船高新技術的發展給予了高度重視，而艦船高新技術的發展主要放在新**的開發、艦艇隱身化、新動力系統的採用和新船型的研究這幾個方面上。
對於艦船的民用功能而言，傳統的結構材料就可以滿足需求；但對於某些特殊的結構（例如表面效應船、混合式水翼船、深潛器、大深度魚雷等的殼體結構）則要求使用高比強度的材料，以減輕殼體的重量，提供合理的有效載荷。那麼，就必須使用新金屬結構材料、先進樹脂基複合材料、結構陶瓷材料、高溫結構材料等新型結構材料。
１．新金屬結構材料
al-li合金是其典型代表。al-li合金最顯著的特點是密度低，彈性模量高。在強度相當的條件下，al-li合金的密度比常規的2024、7075鋁合金低約10%，而彈性模量則要高10%。
目前，成熟的al-li合金有2090、8090、8091、8092等牌號，抗拉強度在500 mpa 上下。新近研製的aa5091合金的密度為2.57 g/cm3，抗拉強度為412 mpa，彈性模量為79.
2×103 mpa，耐蝕性優良。美國海軍正資助用aa5091合金鍛件製造重型魚雷的燃料艙分段。
與其它新型結構材料相比，al-li合金作為輕質高強度材料的顯著優勢是成本較低，可以利用傳統裝置生產。除熔鑄外，al-li合金的擠壓、軋制、鍛造和熱處理均可利用現有的裝置和工藝進行，無特殊要求。
２．先進樹脂基複合材料
先進樹脂基複合材料是指用碳纖維、陶瓷纖維、芳綸纖維等增強的聚合物複合材料，具有比傳統結構材料優越得多的力學效能。例如分別用碳纖維、芳綸纖維和碳化矽纖維增強的環氧樹脂複合材料的密度為1.4～2.
0 g/cm3，拉伸強度為1.5～1.8 gpa。
這些複合材料的拉伸強度略高於普通鋼材，而比強度則為普通鋼材的4～6倍，比模量為普通鋼材的2～3倍。
其往往還兼有耐腐蝕、振動阻尼和吸收電磁波等功能，但其**昂貴，只能用在艦船上關鍵性的部位，如大型核潛艇的聲納導流罩、大深度魚雷的殼體、深海潛水器殼體以及高效能艇的艇體結構、水面艦艇的重要甲板構件等處。美國「洛杉磯」級核潛艇的聲納導流罩長7.6 m，最大直徑8.
1 m，是目前世界上最大的先進樹脂基複合材料製品。美國的「佩里」號驅逐艦上首次用芳綸纖維增強塑料製作裝甲。
３．結構陶瓷材料
陶瓷的強度和彈性模量很高，而且具有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的優點，密度又比一般金屬材料低，是很有發展潛力的高比強度材料。結構陶瓷材料在艦船上可能的應用主要有兩方面：(1)利用其高比強度製造大深度潛水器的耐壓殼體；(2)利用其高硬度和高的斷裂能製作輕質裝甲。
實踐證明，在同樣排水量(454 kg)的情況下，氧化鋁陶瓷殼體比ti-6al-4v殼體的有效載荷高166%；為達到同樣的有效載荷，鈦殼體的排水量必須增加50%，其重量則增加83%。除此而外，除此而外，陶瓷殼體還具有耐腐蝕、電絕緣、非磁性、可透過輻射等優點。
陶瓷裝甲的主要優點是質量輕，其質量有效係數(對付已知威脅所需的普通鋼裝甲的面密度與陶瓷裝甲的面密度之比)頗高。陶瓷材料通過其密度效應、吸能效應和磨損效應可發揮很強的防彈能力。目前裝甲陶瓷材料主要有氧化鋁、碳化矽、碳化硼、二硼化鈦等幾種，其中以氧化鋁應用最為廣泛。
氧化鋁陶瓷裝甲既可以對付穿甲彈，也可以對付破甲彈，其質量有效係數約為2.5～3.5。
這種材料對於希望盡量減輕裝甲重量的艦船來說，具有很大的吸引力。
由於陶瓷材料本身效能的侷限性，單獨用陶瓷作裝甲的效果並不理想，因此大多採取陶瓷復合裝甲的形式。一種形式是外加保護層，即在裝甲板外表面上覆蓋以玻璃鋼或橡膠層，以防止陶瓷裝甲因受到意外碰撞而損壞，而且提高陶瓷裝甲抵禦多次襲擊的能力。另一種形式是製成多層復合結構，即裝甲板由底板層、陶瓷層、鋼板層、空氣層和夾芯面板層組成。
４．高溫結構材料
傳統的高溫金屬材料因受到熔點、高溫氧化、高溫蠕變等因素的制約，其工作溫度難以大幅度提高。為達到提高熱機的效率的目的，高溫結構陶瓷和金屬間化合物結構材料倍受關注。
氮化矽、氮化鋁、碳化矽、氧化鋯等陶瓷具有高溫強度高、抗熱震效能好、高溫蠕變小、密度小、耐磨損、耐腐蝕等優良效能。氮化矽陶瓷電熱塞、渦流室鑲塊、增壓器葉輪等發動機部件已在國外商業化生產，陶瓷活塞頭、缸套、油咀等熱機部件則正在試驗中。碳化矽陶瓷可用於製作燃氣輪機葉片、渦輪增壓器葉片和燃燒器部件。
氧化鋯則適合於製作內燃機的缸套、活塞頭、氣門座和凸輪隨動件。
金屬間化合物是介於陶瓷和金屬之間的材料，質硬而脆，具有很高的熔點和高溫強度，但其脆性和難以加工的問題亟待解決。在諸多金屬間化合物中，tial化合物已初步具備了作為高溫結構材料的條件，很可能率先投入實用。
現代艦船除了要滿足艦船的基本功能外，還有一定的獨特專屬功能，而這些所需的功能材料的種類很多。其主要有電磁力推進用超導材料、吸收雷達波材料、艦船隱蔽用消聲與減振材料、水聲換能材料、燃料電池用貯氫材料、永磁電機用永磁材料等。
１．吸收雷達波材料
隱身的目的主要是減小其雷達反射截面，從而減小遭受反射飛彈攻擊的危險性。而吸收雷達波材料是水面艦艇上最主要的隱身材料。艦用吸波材料有吸波塗料和結構吸波材料兩種型別。
吸波塗料大多以軟磁性鐵氧體作為吸波劑。在高頻環境下，塗料中的鐵氧體將電磁波能量轉化為熱能而消耗掉，從而達到吸收雷達波的目的。吸波塗料比一般塗料**貴，塗覆工藝要求高，所以一般只施用於艦上的強反射區域。
提高塗料吸波效能的途徑有：(1)採用由鐵氧體粉末、羰基鐵粉、鐵粉、鎳粉、碳黑、石墨、碳化矽等組成的復合吸波劑；(2)提高吸波劑的細度，採用超微細粉末配製吸波塗料；(3)對吸波塗層進行計算機輔助設計。
結構吸波材料既用於製作艦船上的構件，又具有吸收雷達波的功能。結構吸波材料多數為複合材料，具有質輕、高強的優點。結構吸波材料有下列幾種結構形式：
(1)疊層結構：由透波層、阻抗匹配層和反射背襯等組成；(2)復合結構：先分別製成複合材料和吸波體，然後再粘合而成；(3)夾層結構：
有蜂窩夾芯、波紋夾芯和框架夾芯等結構形式。
２．減震與消聲材料
減振與消聲材料的品種很多，大體上可分為阻尼金屬材料、粘彈性材料、複合材料等類，而以潛艇外殼敷設的消聲瓦和消聲塗層最為引人注目。
國外大型攻擊型核潛艇和彈道飛彈核潛艇為減小水下聲輻射，大多在艇體表面貼上消聲瓦或塗敷消聲塗層。消聲瓦和消聲塗層從以下兩方面減小潛艇的特徵訊號：減小潛艇向海洋輻射的自雜訊量級和減小潛艇反射聲納波的能量。
潛艇表面的消聲瓦和消聲塗層主要有以下4種型別：(1)通過粘彈性損耗過程和區域性應變吸收主動聲納波的吸聲型；(2)把入射聲能反射到遠離聲源的方向，並隔離艇內產生的雜訊使之不進入周圍海水的隔聲型；(3)吸收機械振動的阻尼型；(4)降低流體水動力雜訊的降流噪型。
選擇消聲材料時，首先要明確材料能有效地發揮消聲作用的頻率範圍以及該材料在此頻率範圍內的效能，然後在理想的材料與厚度、重量、體積、費用等因素之間進行平衡。艇體上的消聲材料厚度通常為30～50 mm，厚度在很大程度上取決於頻率要求。大型潛艇的消聲層面積達1000 m2以上，重量可達150 kg/m2。
３．水聲換能材料
水聲換能器的轉換元件通常用壓電材料或壓磁材料製成，它們統稱為水聲換能材料。艦船上使用的傳統水聲換能材料為鋯鈦酸鉛(pzt)壓電陶瓷。由於pzt元件的響應以及流噪的制約，要求換能材料能以大面積柔性板的形式提供使用，且要求其靈敏度遠高於傳統的pzt陶瓷。
美國海軍的「海狼」級攻擊型核潛艇上的大孔徑聲納基陣使用了密度較大的pzt壓電材料。日本ngk公司研製的壓電橡膠和法國研製的聚偏二氟乙烯(pvdf)是理想的候選材料。其中，壓電橡膠的獨特優點是既能作為消聲材料，又可用來製造水聽器，因而成為該級潛艇的首選用材。
壓磁材料可分為鐵磁性金屬材料和鐵氧體材料兩大類。對水聲換能器用的壓磁材料有兩項基本的要求：一是要有大的飽和磁致伸縮應變，二是要有小的飽和磁化場強。
稀土金屬壓磁材料是當前開發研究的重點。用此類材料製成的水聲換能器具有發生訊號強、器件體積小、工作頻率可低於1 khz等優點，很適用於水面艦艇和潛艇的主動聲納系統。
４．超導材料
超導材料在艦船上有很獨特的應用。超導電磁力推進、超導雷達和超導掃雷的實現會使相應的艦船裝備的面貌產生革命性的變化。
其中，日本已建成世界上第一艘超導推進實驗船「大和1號」。英國製成了世界上第一台用液氮冷卻的高溫超導雷達天線。我國的超導掃雷具研製也取得一定的結果。
５．貯氫材料
為了實現延長水下潛航的時間，提高潛艇的隱蔽性這個目的，不依賴於空氣的水下推進系統（aip）系統出現於研究課題上。燃料電池是aip水下動力源之一，而貯氫材料是製作燃料電池的關鍵材料。
貯氫材料按成分可分為稀土系、鈦系、鋯系和鎂系4大類。作為實用性的貯氫材料應滿足以下條件：(1)貯氫容量大；(2) 吸放氫速度快，特別是放氫速度快；(3)放氫溫度最好在室溫左右，放氫壓力大於10個大氣壓；(4)效能穩定，可反覆多次使用，對雜質敏感性小；以及(5)原材料**豐富，**便宜。
符合以上條件的貯氫材料有mg2ni、mgh2、tini、tife、tife0.9mn0.1、lani5、zrmn2等。
其中lani5易引發氫化物反應，有良好的貯氫效能，但**昂貴。tife貯氫量大，可在室溫和常壓下放氫，使用壽命長，**便宜，其最大的缺點是活化困難。mgh2重量輕，含氫量高，但其放氫溫度高(0.
1 mpa下287 ℃)，反應速度低。zrmn2經活化後可在室溫下氫化，但放氫溫度較高(0.1 mpa下210 ℃)。
貯氫材料在吸放氫過程中會發生膨脹和粉化現象，同時伴有放熱和吸熱，造成材料的破壞和吸放氫能力的降低。這是貯氫材料實用中的主要技術障礙。
6．永磁材料
永磁電機是用永磁材料提供磁場而製成的電機。一般而言，採用永磁電機可使電機的體積和重量減小30%～40%，效率提高5%～15%。這些特點使之非常適合於艦船上使用。
永磁材料是永磁電機的技術關鍵。目前可應用於電機的永磁材料有3類：鐵氧體、alnico和稀土永磁材料。
稀土永磁材料是後起之秀，已經歷過3次重大的突破。第一代是2023年開發成功的**co5，具有很高的永磁特性，最大磁能積超過24 mgs*oe。第二代是2023年推出的**2co17，其剩餘磁密比**co5的高，矯頑磁力比**co5的低，最大磁能積高達33 mgs*oe。
2023年開發成功的ndfeb屬第三代，其剩餘磁密、矯頑磁力和最大磁能積(38 mgs*oe)均超過了第
一、二代的水平。
ndfeb永磁材料的退磁曲線為直線，磁性能除熱穩定性稍差外是目前永磁材料中最好的，而且力學效能好，原材料豐富，**適宜，故成為永磁電機的首選永磁材料。該材料存在的主要問題是居里溫度低(310 ℃)，溫度係數大，這影響其在高溫下的使用。
新材料的界定與分類
新材料是指那些新出現或已在發展中的 具有傳統材料所不具備的優異效能和特殊功能的材料。新材料與傳統材料之間並沒有截然的分界，新材料在傳統材料基礎上發展而成，傳統材料經過組成 結構 設計和工藝上的改進從而提高材料效能或出現新的效能都可發展成為新材料。新材料作為高新技術的基礎和先導，應用範圍極其廣泛，它同...
軍工新材料
一 前言 新材料，又稱先進材料 advanced materials 是指新近研究成功的和正在研製中的具有優異特性和功能，能滿足高技術需求的新型材料。人類歷史的發展表明，材料是社會發展的物質基礎和先導，而新材料則是社會進步的里程碑。材料技術一直是世界各國科技發展規劃之中的乙個十分重要的領域，它與資訊...
新材料產業
新材料產業 十二五 發展規劃 將正式發布，十二五規劃明晰了新材料產業發展的六大重點領域，20個發展方向。十二五 規劃考慮了市場需求 技術水平 戰略意義等因素，立足發揮已有優勢，加快彌補薄弱環節，提高材料保障能力，提出了六大領域 特種金屬功能材料 高階金屬結構材料 先進高分子材料 新型無機非金屬材料 ...