芯片|2021年度国外军工材料技术重大发展动向

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连续复合材料公司利用连续纤维3D打印的翼梁组件。

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原子分辨率下氮化镓-砷化硼异质结构界面的电子显微镜图像。

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IBM公司展示的2纳米晶圆。

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包裹在碳化硅中的碳纤维细丝的显微照片。

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研究人员展示的真实和模拟的玻化剂复合材料。

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荷宇航展示的“多功能机身演示器”8.5米长下机身蒙皮。

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电子芯片封装中的热管理示意图。

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MXene的层状结构使其成为一种很有前途的固体润滑剂。

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极端辐照条件下的合金。

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台积电将半金属材料铋成为2纳米走向1纳米的秘密武器。

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复合材料弹壳子弹。
2021年新冠肺炎疫情依然严峻，全球经济增长严重受限。但新冠病毒挡不住科技进步的步伐，军工材料作为最基础也是最前沿的技术，在装备更新换代发展需求的牵引下，里程碑式的技术突破依然可圈可点。
2021年，复合材料发展势头强劲，在航空航天和兵器领域的应用探索方面均表现亮眼；针对不同应用环境，闪现高性能耐辐照、耐磨等新材料；2纳米制程芯片点亮了电子信息功能材料发展的高点，铋材料又为1纳米制程芯片开辟道路。此外，新算法的推出，也加快了依赖组分设计的各类无机化合物、高熵合金材料的发现。2021年1月19日，中国航空工业发展研究中心在北京组织专家开展了“2021年度国外军工材料重大动向”评选工作，本着重大性、先进性、引领性、基础性四大原则，从高性能金属材料、先进复合材料、特种功能材料、电子信息功能材料、关键原材料等五大领域共计158条发展动向中，遴选出以下十条重大技术动向，供决策机构、科研单位和广大读者参考。
美国空军成功验证连续纤维3D打印机翼翼梁
快速生产和低成本灵活定制是当前碳纤维复合材料发展面临的重要需求。美国空军研究实验室高度关注连续纤维3D打印技术，希望其能成为替代传统复合材料制造方式的突破性技术途径，降低复合材料部件的成本和交货时间。2021年4月，美国连续复合材料公司利用专利的连续纤维3D打印技术（CF3D），成功打印了2个2.4米长、1.8千克重的碳纤维复合材料翼梁组件，完成了美国空军研究实验室为期两年的机翼结构制造设计（WiSDM）合同。最终的机翼组件的静力试验结果表明，完全组装的机翼被加载到设计极限载荷的160%。没有检测到对CF3D打印的翼梁的测量或视觉损坏。打印的碳纤维翼梁实现了60%的纤维体积分数，具有大约1%~2%的空隙。这种新型复合材料制造方法的特点是原位浸渍、固结和固化，显著降低了成本和缩短交货时间。全自动工艺具有切割和重新进料功能，可在结构内实现层片下降和可变零件厚度。该项目优化了定向结构纤维，成为了使用定制的CF3D材料解决方案的成功案例，对于昂贵的航空航天结构零件制造具有重要意义。