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

材料是航空武器裝備的物質基礎。材料技術的進步不斷推動着航空武器裝備性能不斷提升和升級換代。在先進複合材料、高性能金屬結構材料、特種功能材料、電子信息材料等領域取得了重要進展，不斷向高溫化、智能化、微納化和可設計化方向發展。

複合材料方向

碳纖維量產新工藝

2016年1月，由日本東麗、帝人、三菱麗陽和東京大學等組成的研究團隊開發出在高溫環境下不易熔化的丙烯纖維原料，它的好處是無須再進行防止熔化的準備工序，採用電磁波照射纖維直接加熱從而替代傳統的熱壓罐加熱工藝，使碳纖維生產速度提高10倍。此外，新工藝還可使生產過程中的能源消耗和二氧化碳排放減半。

陶瓷複合材料革新

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複合材料（CMC）和防護塗層，以替代目前在航空發動機中應用的鎳基高溫合金。此外，日本石川島播磨重工（IHI）與宇部興產株式會社、標盾公司等，也將於2017年試製採用CMC的飛機發動機高壓渦輪葉片。

採用新型合金製造的F-35光電系統的平台外殼。

超低溫自修復和可變形複合材料

2016年9月，研究人員首次發現一種能在超低溫環境下實現材料裂紋自修復的新型複合材料，可用於飛行器或衛星等的纖維增強材料部件，實現部件在軌維修。-60℃條件下，自修復效率在玻璃纖維增強材料中達到100%。此外，康奈爾大學也成功研製出一種可變形複合材料，兼具自組裝和自修復的特性。美國空軍打算利用該材料製備小型無人機的變形機翼，使其能適應從空中到海洋的環境變化，儘量減少機翼損傷。

金屬材料方向

輕質合金材料

2016年5月，美國輕質材料製造創新研究所啟動了鈦合金和鋁鋰合金項目，旨在通過改進計算模型，更好地預測發動機材料性能。

鈹鋁合金

鈹鋁合金屬於雙相金屬，兩相的熔點和固相溫度相差627℃，難以鑄造加工，一直以來只能粉末加工，組件價格昂貴，製造耗時報廢率高，限制了合金的應用。2016年，洛克希德·馬丁（洛馬）與IBC先進合金等公司合作，開發出新型鋁鈹合金Beralcast，用專門的鑄造工藝替代傳統的粉末冶金，實現F-35光電瞄準系統的慣性平台外殼近淨成形，預計可節省30%～40%的製造成本，並顯著縮短製造周期。

新型鑄鐵材料

2016年1月，工程推進系統公司（EPS）通過採用強度更高的“緊密石墨鑄鐵”（CGI），設計出緊湊、輕重量、堅固耐用的航空柴油發動機。這種緊密石墨鑄鐵通過加入緊密的石墨顆粒對鐵基體實現互鎖，從而提高了強度和抗破裂性能。與普通灰口鐵和鋁合金相比，抗拉強度提高75%以上，硬度提高45%，疲勞強度則增長近一倍。目前該材料已用於EPS公司的發動機曲軸箱。

特種材料方向

寬頻可調雷達吸波超材料

2016年2月，美國愛達荷州立大學利用液態鎵銦錫合金替代固態金屬製造超材料內部結構單元——開口諧振環，研發出一種新型柔性隱身超材料。該材料可在吸波頻段8G～11GHz連續可調，RCS衰減40～60dB，與現役裝備雷達吸波材料相比，隱身效能提高100倍。該成果為寬頻可調吸波材料的研究開闢了一條全新技術途徑。

Kymeta公司的超材料天線。

新型防冰材料

2016年5月，在美國空軍科學研究辦公室和卡森直升機公司的資助下，賴斯大學發明了超薄、高導電石墨烯條帶的商業化生產工藝，並利用該工藝製備了具有導電性能的複合材料，幫助雷達罩和玻璃除冰。直升機旋翼槳葉的塗層試驗表明，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於塗層，就能使熱傳導到表面除冰。該塗層可以實時有效地對飛機、輸電線路和其他表面除冰，比目前在機場使用的二元醇化學品更環保。此外，美國休斯頓大學於11月開發出一種具有“磁性光滑表面”的新材料，在-34℃下有效防冰，可用於任意表面防冰，有望大幅提升飛機和能源設施的防冰性能。

耐高溫陶瓷材料

2016年8月，俄羅斯研究人員開發出一種基於碳化硅和二硼化鋯的陶瓷混合物構成的多層陶瓷結構材料，預計能夠耐受3000℃的極端溫度的考驗，可用於提升噴氣發動機燃燒室的溫度，還能在空間飛行器再入大氣層時起到隔熱作用，或者用於製造測量發動機溫度的傳感器保護罩。12月，英國帝國理工大學的研究團隊發現碳化鉭和碳化鉿材料組成的化合物（80%鉭和20%鉿）熔點可達到3905℃，為未來極熱環境的應用鋪平道路，如下一代超聲速飛行器的熱防護板、核反應堆的燃料包殼。

自清潔、抗反射、防微生物塗層

2016年9月，西班牙巴斯克地區大學聯合美國聖何塞IBM艾爾瑪登研究中心，開發了一種能防微生物附着、自清潔且抗反射的塗層。該塗層表現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硅納米粒子噴塗在丙烯酸塗層上實現的，形成了超疏水表面還具備很好的強度和韌性。抗反射性能是通過引入多孔結構，使塗層的有效反射率低於基材實現的；同時，為了降低孔結構對塗層機械性能的影響，研究人員確定了最佳的孔隙率範圍。

碳熱沉材料

2016年8月，聯合技術航空系統（UTAS）公司為美國空軍475架F-15戰鬥機提供新的輪胎和剎車。新碳剎車採用了專利碳熱沉材料，比目前的剎車系統壽命長4倍；新的輪胎採用無螺栓鎖環設計，大幅降低維修時間和成本，並減少部件數量，提升了F-15戰鬥機機隊的性能和表現。

電子材料方向

超材料天線

2016年3月，Kymeta公司表示其mTenna超材料天線已經進入了軍工市場。mTenna天線能夠自動校準，在飛行中調整對電磁波的接收，其製造工藝類似於液晶顯示器或智能手機玻璃屏幕，成本僅為1.5萬～2.5萬美元，顯著低於相控陣天線和電掃天線。此外，該天線僅消耗10W的功率，收發合置，重約18kg，可單人攜帶。

二維氮化鎵半導體材料

2016年8月，美國賓夕法尼亞州立大學材料科學家採用石墨烯封裝的方法，利用遷移增強封裝生長（MEEG）技術，將鎵原子添加到兩層石墨烯之間，然後加入氮氣引發化學反應，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。這種材料具有優異電子性能和強度，將對電子行業產生變革性影響。

鎵液態金屬合金

2016年5月，美國空軍披露其正在進行鎵液態金屬合金(GaLMA)射頻電子研究項目。GaLMA由液態金屬、鎵及其他導電金屬組成，具有輕質、構型可變的特點，對於嚴格限制尺寸、重量和功率的平台有重要意義，可以延長飛行時間、提高負載能力、減少飛機傳統射頻結構造成的空氣動力學阻力。基於GaLMA的液態電子對於傳統射頻電子而言，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需求而變化。

透明強磁性材料

10月9日，日本研究人員開發出一種透明強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氟化鋁混合製成，有望用於在飛機擋風玻璃上直接顯示油量、地圖等信息的新一代透明磁性設備，為包括電、磁及光學設備在內的產業帶來革新性的技術發展。