航天器复合材料结构与成型技术
飞行器复合材料构件制造技术
飞行器复合材料构件制造技术飞行器复合材料构件制造技术，听起来就像是高大上的黑科技，对吧？其实说白了，就是利用一些特别的材料来做飞机的零件。
这可不是随便找块铁皮就能搞定的，得讲究很多，真是个复杂的活儿。
咱们先说说复合材料，顾名思义，就是由两种或两种以上的材料混合而成，简直像是个“材料大杂烩”。
这东西的好处多得很，轻便、强度高、耐腐蚀，简直就是飞行器的“绝配”。
说到制造技术，哎呀，那可就更复杂了。
你想想，飞机上每一个小零件都得经过精密的设计和加工，稍微一不小心就可能出现问题。
就像打麻将，出错一张牌，整个局都得乱套。
制造复合材料构件，首先要准备好原材料，这可不是随便找些树叶和泥巴就能凑合的。
材料的选择可是一门大学问，得考虑强度、韧性、耐温、耐腐蚀性等等，简直像是在挑对象，不能马虎。
然后，材料要经过特殊的处理，像是要进行浸渍、铺层，甚至有时候还要加热、加压，确保每一层都能完美结合。
哎，听上去是不是有点像在做蛋糕？把各种材料一层一层地叠加起来，最后烤个三五十分钟，哇，出来的就是个“航空级”的零件，简直是技艺与科技的完美结合。
再说说这制造过程中的细节，真是个繁琐的活。
得有专门的设备，像是大型的热压罐、真空设备等等，这些都不是普通人家能摆得下的。
就像你去大饭店吃的每道菜，都得有专业的厨师，咱们这也是请了“高人”来操作，确保每个零件都能无懈可击。
这其中，还得注重环保，很多材料的处理都要尽量减少对环境的伤害，毕竟咱们可不想在天上飞，还给地球添麻烦，对吧？好啦，聊了那么多，大家可能会问，为什么非要用复合材料呢？嘿，这就得说说飞行器的性能了。
复合材料的轻量化特性可以大大提高飞行器的燃油效率，简单来说，就是飞得更快，耗得更少，像是给飞机加了“省油王”的标签。
同时，强度和韧性又保证了飞行器在各种环境下的安全性。
想象一下，飞机在空中翻滚，像个小鸟一样灵活，真是太酷了！制造这类材料的技术也在不断进步，科技日新月异，没个十年八年可追不上。
航天复合材料
航天复合材料航天复合材料是指用于航天器的结构材料，具有轻质、高强度、高刚度和耐高温等特点，能够满足航天器在高速、高温、高压等极端环境下的使用要求。
航天复合材料由多种不同种类的材料通过复合工艺制成。
其中最常用的材料是碳纤维、玻璃纤维和复合树脂。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度的特点，可以有效减轻航天器的重量。
玻璃纤维则具有良好的抗热膨胀性能，能够适应航天器在高温环境下的使用要求。
复合树脂作为粘合剂，能够有效固定纤维，提高复合材料的整体性能。
航天复合材料的制造过程通常包括预浸料、层叠和热固化等步骤。
预浸料是将纤维和树脂预先混合，形成一种类似薄膜状的材料。
层叠是将多层预浸料叠加在一起，通过粘合剂将它们粘合在一起。
热固化是将层叠好的复合材料放入热压机中，经过高温和高压的作用，使树脂固化，最终形成坚固的航天复合材料。
航天复合材料具有许多优点。
首先，它们具有轻质的特点，可以减轻航天器的重量，降低发射成本。
其次，航天复合材料具有高强度和高刚度，能够抵抗外界环境对航天器的冲击和振动，提高航天器的抗疲劳性能。
此外，航天复合材料还具有良好的抗高温和抗热膨胀性能，能够适应航天器在高温环境下的使用要求。
然而，航天复合材料也存在一些缺点。
首先，航天复合材料的制造成本较高，制造工艺也较为复杂，需要较高技术水平和设备投入。
其次，航天复合材料对环境的适应性较差，容易受到氧化、紫外线等外界因素的影响，导致材料的性能下降。
总之，航天复合材料是航天器的关键结构材料，具有轻质、高强度、高刚度和耐高温等特点，可以满足航天器在极端环境下的使用要求。
随着科技的发展和制造工艺的改进，航天复合材料的性能和应用范围将得到进一步提升。
航空航天先进复合材料研究现状及发展趋势
航空航天先进复合材料研究现状及发展趋势航空航天先进复合材料是用于航空航天领域的高性能材料，由于其优
异的机械、物理和化学性能，在现代航空航天技术中得到了广泛应用。
这
种材料通常由纤维增强聚合物基体组成，具有高强度、低密度、高刚度、
耐热性和抗腐蚀性等特点，因此被广泛用于制造飞机、导弹、航天器等。
目前，航空航天先进复合材料的研究主要集中在以下几个方面：
1.复合材料制备技术：包括预浸料、热成型、自动化制造等多种技术，目的是提高复合材料的质量和生产效率。
2.复合材料性能研究：包括复合材料的强度、刚度、热膨胀系数、热
传导率、阻燃性等多个方面的研究，以满足不同的使用需求。
3.复合材料的形态和结构控制：包括复合材料的制备、表面处理、氧
化层控制、纤维方向控制等多个方面的研究，以控制复合材料的性能和使
用寿命。
4.复合材料的性能评估：通过实验测试和数学建模，评估复合材料的
机械、物理和化学性能，并为材料的应用提供理论依据和技术支持。
未来，航空航天先进复合材料的研究将继续在以上几个方面进行深入
探索，同时还将面临新的挑战和机遇。
例如，需要开发更高性能的复合材料，实现更低成本的生产技术，探索新的材料组合和形态，以适应不断发
展的航空航天技术的需求。
航天器的材料与工艺技术
航天器的材料与工艺技术航天器是人类探索宇宙、开展太空探索的重要工具。
在航天器的设计与制造中，材料与工艺技术起着至关重要的作用。
本文将探讨航天器所采用的材料类型与特点，以及相关的工艺技术。
一、材料类型与特点航天器所采用的材料分为金属材料、复合材料以及其他特殊材料。
1. 金属材料金属材料是航天器中最常用的一类材料，其特点为高强度、高刚度和良好的导热性。
常用的金属材料包括铝合金、钛合金和不锈钢等。
铝合金具有重量轻、强度高、可塑性好等特点，被广泛应用于航天器的结构件制造中。
钛合金具有优良的强度、刚度和耐腐蚀性能，常用于航天器的耐热结构和发动机零部件制造。
不锈钢则主要用于航天器的耐高温结构，具有良好的抗氧化性能和耐热性。
2. 复合材料复合材料由两种或两种以上的不同材料组合而成，具有较高的强度和刚度，同时重量轻、耐腐蚀、耐磨损等特点。
航天器中常用的复合材料包括碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料。
碳纤维复合材料具有重量轻、高强度和刚度的特点，因此广泛应用于航天器的结构部件制造中。
玻璃纤维复合材料则主要用于航天器的绝热和隔热层，具有良好的绝热性能和热稳定性。
3. 其他特殊材料除了金属材料和复合材料外，航天器还会采用其他特殊材料，如陶瓷材料、特殊聚合物等。
陶瓷材料具有良好的耐磨损、耐高温和耐腐蚀性能，常用于航天器的热防护和摩擦副部件制造。
特殊聚合物则主要用于航天器的密封件和绝缘材料，具有优良的耐高温和抗辐射性能。
二、工艺技术航天器制造过程中涉及到的工艺技术十分复杂，包括结构设计、成型加工、表面处理和装配等。
1. 结构设计航天器的结构设计需考虑载荷、环境和使用寿命等因素，以确保其安全可靠。
设计过程中，需要采用合理的材料选择和优化的结构形式，以满足各项要求。
2. 成型加工航天器的成型加工主要包括铸造、锻造、拉伸和冲压等工艺。
金属材料可通过热加工或冷加工进行成型，而复合材料则需采用复杂的层叠和压制工艺来实现。
3. 表面处理航天器的表面处理旨在提高材料表面的耐腐蚀性、耐磨损性和附着性等。
航天复合材料成型工艺概述
《航天复合材料成型工艺概述》课程大作业题目：__碳纤维缠绕成型航天器储罐的工艺过程____________姓名：________王志强_________学号：_____1120830218________授课教师：_______刘俊岩___________哈尔滨工业大学航空宇航制造系2016年4 月2 日1、引言碳纤维复合材料在航天、军工、电子、等等诸多领域都有着很广泛的应用。
尤其是碳纤维复合材料杆件是航空航天结构中最重要的组成部分，常用于飞机和航天器的内部骨架以及发动机等零件的固定支架等。
碳纤维复合材料的强度要高于铜，自身重量却小于铝，在与玻璃纤维相比，碳纤维还有高强度、高模量的特点，是非常优秀的增强型材料。
它不仅可以对塑料、金属、陶瓷等材料进行增强。
还可以作为新型的非金属材料进行应用，它的组要特点有；高强度、耐疲劳、抗蠕变、导电、高模量、抗高温、抗腐蚀、传热、比重小和热胀胀系数小等优异性能。
此外，缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维或布带、预浸纱按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品的工艺过程，具有比强度高、可靠性高、生产效率高、成本低等优点。
本文对碳纤维缠绕成型航天器储罐的工艺过程进行介绍。
2、缠绕成型工艺过程缠绕成型是将连续纤维浸树脂胶后按照预定角度缠绕到芯模上，然后得到成品。
工艺优点是缠绕成形工艺效率高，可使制品最大限度地获得所要求的结构性能。
碳纤维缠绕成型航天器储罐的工艺过程如图1。
图1 缠绕成型工艺过程2.1缠绕成型碳纤维缠绕成型可分为湿法缠绕和干法缠绕，其中湿法缠绕由于其成本较低、工艺性好，因此应用较为广泛，图2为湿法缠绕体系工艺图。
湿法缠绕设备主要包括纤维架、张力控制设备、浸胶槽、吐丝嘴以及旋转芯模结构。
国际上较先进的六维缠绕技术能够很好地控制纤维走向，实现环向缠绕、旋向缠绕以及平面缠绕相结合。
实际生产中多采用旋向缠绕与环向缠绕相结合的方式，环向缠绕可消除气瓶受内压而产生的环向应力，旋向缠绕可提供纵向应力，提升气瓶整体性能。
复合材料航空航天
航空航天用复合材料的研究现状、制备方法、原理和运用摘要：本文主要从复合材料的特点出发，针对在航空工业应用广泛的预形件成形和结构成形各项技术进行了全面系统的介绍。
并对其在航空航天中的应用情况以及发展难点和研发现状作了简要概述。
关键词：复合材料、航空制造、航空运用0.前言：复合材料（Advabced Composite Materirals ACM)成功地用于航空航天领域仅有20多年的历史，它具有比强度比模量高，可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优越以及便于大面积整体成型等显著优点，显示出比传统钢、铝合金结构材料更优越的综合性能，在飞机上已获得大量应用，可实现飞机结构相应减重25%～30%，作为21世纪的主导材料，先进复合材料的用量已成为飞机先进性，乃至航空航天领域先进性的一个重要标志，是世界强国竞相发展的核心技术，也是我国的重点发展领域。
一．复合材料的概述1.1概念复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
1.2性能复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。
其特点是比重小、比强度和比模量大。
例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。
石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。
纤维增强材料的另一个特点是各向异性，因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。
以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在500℃时仍能保持足够的强度和模量。
碳化硅纤维与钛复合，不但钛的耐热性提高，且耐磨损，可用作发动机风扇叶片。
航空航天行业航空航天材料成型与加工方案
航空航天行业航空航天材料成型与加工方案第1章航空航天材料概述 (4)1.1 航空航天材料分类与功能 (4)1.1.1 金属合金材料 (4)1.1.2 复合材料 (4)1.1.3 陶瓷材料 (4)1.1.4 热塑性塑料与热固性塑料 (4)1.1.5 涂层材料 (4)1.2 航空航天材料的应用与发展趋势 (5)1.2.1 应用领域 (5)1.2.2 发展趋势 (5)第2章金属材料的成型与加工 (5)2.1 铝合金的成型与加工 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 铝合金的成型 (5)2.1.3 铝合金的加工 (6)2.2 钛合金的成型与加工 (6)2.2.1 概述 (6)2.2.2 钛合金的成型 (6)2.2.3 钛合金的加工 (6)2.3 高温合金的成型与加工 (6)2.3.1 概述 (6)2.3.2 高温合金的成型 (6)2.3.3 高温合金的加工 (6)第3章复合材料的成型与加工 (7)3.1 纤维增强复合材料的成型与加工 (7)3.1.1 引言 (7)3.1.2 干法成型 (7)3.1.3 湿法成型 (7)3.1.4 热压成型 (7)3.1.5 自动铺带技术 (7)3.2 树脂基复合材料的成型与加工 (7)3.2.1 引言 (7)3.2.2 模压成型 (7)3.2.3 注射成型 (8)3.2.4 拉挤成型 (8)3.2.5 缠绕成型 (8)3.3 陶瓷基复合材料的成型与加工 (8)3.3.1 引言 (8)3.3.2 粉末注射成型 (8)3.3.4 化学气相沉积 (8)3.3.5 粘接剂粘接 (8)第4章新型航空航天材料的研发与应用 (8)4.1 纳米材料在航空航天领域的应用 (8)4.1.1 纳米陶瓷涂层 (9)4.1.2 纳米复合材料 (9)4.2 智能材料与结构的研究与应用 (9)4.2.1 形状记忆合金 (9)4.2.2 压电材料 (9)4.2.3 磁致伸缩材料 (9)4.3 生物基复合材料的研究与发展 (9)4.3.1 天然纤维增强复合材料 (9)4.3.2 生物基聚合物基复合材料 (9)4.3.3 生物基纳米复合材料 (9)第5章成型工艺技术 (10)5.1 塑性成型技术 (10)5.1.1 概述 (10)5.1.2 常见塑性成型方法 (10)5.1.3 塑性成型技术在航空航天领域的应用 (10)5.2 粉末冶金成型技术 (10)5.2.1 概述 (10)5.2.2 常见粉末冶金成型方法 (10)5.2.3 粉末冶金成型技术在航空航天领域的应用 (10)5.3 3D打印成型技术 (11)5.3.1 概述 (11)5.3.2 常见3D打印成型方法 (11)5.3.3 3D打印成型技术在航空航天领域的应用 (11)第6章加工工艺技术 (11)6.1 机械加工技术 (11)6.1.1 切削加工 (11)6.1.2 压力加工 (11)6.2 特种加工技术 (11)6.2.1 电火花加工 (11)6.2.2 激光加工 (11)6.2.3 电子束加工 (12)6.3 表面处理技术 (12)6.3.1 镀层技术 (12)6.3.2 热喷涂技术 (12)6.3.3 表面改性技术 (12)第7章航空航天结构件的连接技术 (12)7.1 焊接技术 (12)7.1.1 激光焊接 (12)7.1.2 电子束焊接 (12)7.2 胶接技术 (13)7.2.1 结构胶粘剂 (13)7.2.2 胶接工艺 (13)7.2.3 胶接质量的检测与评估 (13)7.3 机械连接技术 (13)7.3.1 螺栓连接 (13)7.3.2 键连接 (13)7.3.3 卡箍连接 (13)7.3.4 扣件连接 (13)第8章航空航天材料功能检测与评估 (13)8.1 力学功能检测 (13)8.1.1 拉伸功能检测 (13)8.1.2 压缩功能检测 (14)8.1.3 弯曲功能检测 (14)8.1.4 冲击功能检测 (14)8.2 疲劳与断裂功能评估 (14)8.2.1 疲劳功能评估 (14)8.2.2 断裂功能评估 (14)8.3 环境适应性检测与评估 (14)8.3.1 高温环境适应性检测 (14)8.3.2 低温环境适应性检测 (14)8.3.3 湿热环境适应性检测 (14)8.3.4 氧化环境适应性检测 (14)8.3.5 空间环境适应性检测 (15)第9章航空航天材料在典型应用中的案例分析 (15)9.1 飞机结构材料应用案例 (15)9.1.1 高功能铝合金在飞机结构中的应用 (15)9.1.2 复合材料在飞机结构中的应用 (15)9.1.3 高温合金在飞机发动机中的应用 (15)9.2 航天器结构材料应用案例 (15)9.2.1 碳纤维复合材料在航天器结构中的应用 (15)9.2.2 硼纤维复合材料在航天器热防护系统中的应用 (15)9.2.3 金属基复合材料在航天器结构中的应用 (15)9.3 发动机材料应用案例 (16)9.3.1 单晶高温合金在航空发动机叶片中的应用 (16)9.3.2 陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用 (16)9.3.3 粉末高温合金在航天发动机中的应用 (16)第10章航空航天材料成型与加工技术的发展趋势 (16)10.1 绿色制造与可持续发展 (16)10.1.1 低能耗、高效成型技术 (16)10.1.2 材料回收与再利用技术 (16)10.1.3 生态友好型材料研发与应用 (16)10.1.4 清洁生产与环保法规的遵循 (16)10.2.1 智能化成型工艺参数优化 (17)10.2.2 自动化生产线设计与布局 (17)10.2.3 机器视觉与智能检测技术 (17)10.2.4 数字孪生与虚拟仿真技术在航空航天材料成型中的应用 (17)10.3 跨学科交叉与协同创新 (17)10.3.1 航空航天与力学、材料科学、信息技术等领域的深度融合 (17)10.3.2 新型航空航天材料研发与应用 (17)10.3.3 先进成型与加工技术在航空航天领域的推广与应用 (17)10.3.4 国际合作与交流，推动航空航天材料成型与加工技术的创新发展 (17)第1章航空航天材料概述1.1 航空航天材料分类与功能航空航天材料是航空宇航工程领域的核心组成部分，其功能直接影响着飞行器的安全、经济及可靠性。
航空航天航空材料技术的复合材料与新材料
航空航天航空材料技术的复合材料与新材料航空航天是现代科技的重要领域之一，航空航天材料技术中的复合材料与新材料是其重要支柱。
其材料具有高温、高强度、高韧性和轻量化的特点，是制造新一代飞行器的基础。
一、航空航天中的复合材料复合材料即由两种或以上不同成分的材料组成的，它们的性能远超出单一组成材料的性能。
在航空航天领域，复合材料可以分为结构性复合材料和功能性复合材料。
1.结构性复合材料：由纤维增强基体材料和树脂基体材料组成。
纤维增强基体材料是以碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维及有机纤维为增强体，树脂为基体的复合材料。
性能方面，结构性复合材料主要表现为强度高、刚度高、抗冲击性能好、重量轻等特点。
目前，结构性复合材料广泛应用于各种先进的航空航天器件及机构构件、引擎、机翼等等。
2.功能性复合材料：是由复合材料和功能材料组成的。
性能方面，功能性复合材料主要表现为具有多种功用，如电、磁、光等性能，目前在飞机电子结构、控制结构、感应设备等方面已经应用到了实际生产中。
二、航空航天中的新材料为了满足更高的航空航天技术要求，研发新型材料成为了当务之急。
以下是未来航空航天将大量应用的几种新材料。
1. 钛合金冷凝颗粒增强复合材料这种材料将钛合金冷凝颗粒加入到基质中，在材料的结构性能上取得了可观的提升。
目前，在航空航天领域，钛合金冷凝颗粒增强复合材料主要用于发动机中压缩机叶轮以及加热器的制造。
2. 高温合金高温合金是指可以在高温条件下保持稳定了性能，且具有高强度、高热稳定性、耐腐蚀等特点的金属材料。
在航空航天领域，高温合金广泛应用于发动机的高压涡轮、航空轮机等部件制造。
3. 热塑性聚酰亚胺膜热塑性聚酰亚胺膜具有优异的耐高温性、机械性能以及阻燃性能等特点，广泛应用于制备各种复合材料、以及制备航空航天装置中的电气组件、线缆等。
4. 高功能复合材料最新开发的高功能复合材料主要分为抗热剥离复合材料、阻燃复合材料和超高强度复合材料。
在航空航天领域中，高功能复合材料主要应用于机体及机翼构件、涵道内壁、叶片等部件制造。
航空航天领域中的复合材料技术
航空航天领域中的复合材料技术随着科技的不断发展，航空航天领域中的复合材料技术越来越受到重视。
复合材料是指由两种或两种以上不同类型的材料组成的新材料，其性能往往比单一材料更加优越。
在航天领域中，复合材料的应用如今已经非常广泛，对于提高载荷能力和降低飞行器重量都有着重要的作用。
首先说一下，复合材料相比于传统材料的优点。
传统材料一般是钢、铝等单一材料，虽然它们的强度和韧性都很高，但是在重量上却难以控制。
而复合材料则由多种材料组成，既有金属的强度，又有陶瓷的耐磨性和塑料的柔韧性等多种特性优点。
这样，航空航天领域中的飞行器可以使用更加轻便的材料，提高了整个系统的质量比。
在航空航天领域中，复合材料的应用非常多。
比如，可以将复合材料应用于飞行器的外壳制造中，这样可以降低重量，提高载荷，进而提高整个飞行器的耐用性和经济性。
同时，航空发动机内部材料的高温分离机构，也可以采用复合材料技术。
复合材料的温度适应性很好，可以在高温环境下使用。
不过，复合材料也有一些缺点。
它的复杂性，需要更高的技术要求。
生产难度大，一旦出现问题，修复起来也非常困难。
复合材料的成本也比传统材料更高。
这对航天领域来说并不是一个好消息，如果成本太高就可能会导致项目无法实现。
因此，在航空航天领域中，使用复合材料技术要非常谨慎。
要比较优缺点，权衡成本和效益，选择适合的材料进行应用。
除此之外，在使用复合材料技术的过程中，也需要加强科学的监管和管理，避免一些不可预见的意外情况发生。
总之，航空航天领域中的复合材料技术是一个能够极大提高整个系统效益的技术。
虽然它的应用还需要更加深入的研究和发展，但已经取得了非常显著的成就。
它的优点在逐渐得到人们的认可和尝试。
相信在未来几年中，复合材料技术将会有着更加广泛的应用，为航空航天事业带来更大的进步。
航天复合材料自动化成型技术研究现状
航天复合材料自动化成型技术研究现状航天复合材料自动化成型技术是指使用自动化设备和系统对航天复合材料进行加工成型的一种技术。
航天复合材料具有轻质高强、耐高温、耐腐蚀等优异性能，因此在航空航天领域具有重要的应用价值。
为了提高航天复合材料的加工效率和质量，研究人员们一直在探索航天复合材料自动化成型技术。
本文将介绍航天复合材料自动化成型技术的研究现状。
目前，航天复合材料自动化成型技术主要包括以下几个方面的研究：首先，自动化布料技术是航天复合材料自动化成型技术的重要组成部分。
航天复合材料的布料过程需要将预浸料纤维布料分层叠加，并保持适当的纤维角度。
自动化布料技术主要包括自动化纤维剪裁和布料机器人系统。
自动化纤维剪裁可以减少人工剪裁的误差和劳动强度，提高纤维布料的质量和效率。
布料机器人系统可以实现复杂形状复合材料的自动布料，提高布料的准确性和一致性。
其次，自动化成型技术是航天复合材料自动化成型技术的核心内容。
自动化成型技术主要包括自动化复合材料层压成型和自动化热固化成型。
在自动化复合材料层压成型中，采用了自动化堆叠和平整技术，使得复合材料的叠层更加均匀，避免了人工操作带来的不均匀性。
在自动化热固化成型中，采用了自动化加热和压力控制技术，提高了复合材料的硬化效率和成型质量。
第三，自动化检测技术是航天复合材料自动化成型技术的重要补充。
自动化检测技术主要包括自动化纤维预浸涂布和自动化厚度测量。
自动化纤维预浸涂布可以实现预浸料的自动加工和涂布，提高预浸料的一致性和品质。
自动化厚度测量可以实现对复合材料厚度的在线测量，提高了产品的一致性和准确性。
最后，自动化控制技术是航天复合材料自动化成型技术的关键。
自动化控制技术主要包括自动化数据采集和自动化控制系统。
自动化数据采集可以实现对航天复合材料加工过程的实时监测和数据采集，为后续工艺分析和优化提供数据支持。
自动化控制系统可以实现对航天复合材料加工过程的自动控制和调节，提高产品的一致性和质量。
复合材料在航天器结构上的运用
复合材料在航天器结构上的运用复合材料是一种由两种或两种以上不同材料组合而成的新型材料，它不仅具有优良的物理力学性质，而且还具有优异的耐腐蚀性能和轻量化特点。
在现代航天业中，复合材料因其卓越的性能而得到广泛的应用，本文将介绍复合材料在航天器结构上的运用。
一、航天器结构设计中的挑战航天器结构是一项极为复杂的设计任务，它需要考虑到航天器在不同环境下遭受的各种力和负载。
因此，航天器的结构材料必须具备以下特点：1. 足够强硬以承受高度负载2. 轻量化以减小负载，提高速度和减少燃料消耗3. 耐高温、低温和辐射等特殊环境的腐蚀和磨损4. 高可靠性，以降低事故的风险传统的结构材料很难满足以上的要求，因此，航天器设计师开始探索新型材料以满足这些需求。
二、复合材料在航天器结构中的应用复合材料是航天器结构设计中的一种常见材料，其主要特点是可以按照设计师的需求进行自由组合，并能够满足以上提到的所有要求。
复合材料的组成包括高性能树脂、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等多种材料，其中碳纤维复合材料已成为航天器结构材料的主流。
1. 航天器防热结构材料航天器在进入地球大气层时要承受超过1500℃的高温，因此，设计防热结构材料是至关重要的。
传统的材料，如陶瓷、石墨等不仅重量大，而且热膨胀系数差距大，容易出现温度变化不同步的情况。
而碳纤维复合材料具有高度的耐高温性和低热膨胀系数以及优异的抗氧化、耐腐蚀性，这些特性使得碳纤维复合材料被广泛应用于空间飞行器的防热材料中。
2. 航天器结构材料碳纤维复合材料也被广泛运用在航天器的结构中。
碳纤维复合材料的重量约为其他金属材料的1/4，但强度却与钢铁相当。
在保证结构强度的同时，可以大量减轻航天器质量，提高运载能力。
与传统材料相比，碳纤维复合材料具有以下优点：（1）重量轻，方便搭载、运输和卸载，提高航天器的运载能力和安全性。
（2）强度高，能够承受复杂的力和负载。
（3）耐腐蚀性能优异，可以在复杂的环境中使用，例如高压、高温和辐射等特殊环境。
航空航天复合材料结构件树脂传递模塑成形技术
航空航天复合材料结构件树脂传递模塑成形技术1. 引言嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个可能听起来有点复杂，但其实超有意思的话题——航空航天复合材料结构件的树脂传递模塑成形技术。
听上去是不是有点高大上？别担心，我会把这些艰深的术语变得简单易懂。
想象一下，咱们在制作一件宇宙飞船的部件，可能会用到这种技术，没准儿就能让它飞得更高更远呢！这就像给你的飞行梦加了个引擎，哈哈。
2. 复合材料的魅力2.1 什么是复合材料？先来聊聊复合材料吧。
说白了，它就是把两种或两种以上的材料混合在一起，形成一个更强、更轻的“超级战士”。
就好比你把巧克力和牛奶混在一起，做成了美味的奶昔，营养又好喝。
航空航天领域也喜欢这样的“混搭”，因为飞行器的部件需要同时具备轻便和高强度，这样才能在高空中轻松翱翔。
2.2 为什么用树脂？那么，为什么偏偏用树脂呢？树脂就像是复合材料的“粘合剂”，它能把不同的材料牢牢地结合在一起，形成坚固的结构。
想象一下，树脂就像是你在厨房里用的糖浆，把各种好料粘得死死的，让每一口都充满惊喜。
而且，树脂在固化后还能抵抗高温、抗腐蚀，这就让它在飞机、火箭这样的高端产品中大显身手。
3. 树脂传递模塑成形技术3.1 技术概述好，现在进入正题，树脂传递模塑成形技术（RTM）到底是什么呢？它就像是在进行一次精心的烘焙，把树脂“浇灌”到已经预备好的模具中。
通过压力和温度的控制，让树脂充分渗透到每一个角落，最终形成一个完美的部件。
这过程就像是把面糊倒进蛋糕模具，等它烘焙好，取出来的时候，简直是色香味俱全。
3.2 优势与挑战RTM技术的优势可多了！首先，它的生产效率高，可以批量制造，省时又省力；其次，产品的质量稳定，能够保证每一个部件都像是按标准生产的。
而且，由于它能实现更复杂的结构设计，简直是工艺爱好者的福音。
不过，当然也不是说没有挑战，技术要求高，设备投资也不小。
这就像你想开一家餐馆，初期投入得大，但只要经营得当，回报也是相当可观的。
航空航天工程师的航天器材料与结构技术
航空航天工程师的航天器材料与结构技术航空航天工程是一门重要的工程学科，涉及到航空航天器材料和结构技术的研究与应用。
本文将探讨航空航天工程师在航天器材料与结构技术方面的工作内容和技术要求。
一、航天器材料的选择与应用航天器材料是航天工程中至关重要的一环。
航天器需要在极端的环境下运行，如太空中的真空，高温和低温等，因此需要选用具有高温抗氧化、耐腐蚀、轻质高强度等特点的材料。
常用的航天器材料包括钛合金、铝合金、高温合金、复合材料等。
航空航天工程师需要根据航天器的具体要求选择合适的材料，并进行材料性能测试和研究。
二、航天器结构设计与分析航天器结构设计是航空航天工程师的核心工作之一。
航天器的结构设计要满足强度、刚度、轻量化等多个要求。
航天器结构设计包括结构参数优化、静态、动态、疲劳和振动等分析。
工程师们利用计算机辅助设计软件进行结构设计和分析，确保航天器在各种复杂的工况下安全运行。
三、航天器热力学与热控制航天器在航天过程中会受到来自外界的热辐射、对流和传导热量，因此航天器热控制是不可忽视的。
航空航天工程师需要通过热控制技术，确保航天器内外温度的平衡，防止航天器过热或过冷，保证航天器各个部件正常运行。
热控制技术包括热防护材料的选用、热源分析和热控制系统设计等方面。
四、航天器可靠性与安全性航天器在极端环境下的运行要求十分苛刻，为了确保航天器的可靠性和安全性，航空航天工程师需要开展严谨的可靠性分析和降低风险的设计。
他们需要运用可靠性工程的原理和方法，对航天器的各个系统进行可靠性分析，制定合理的设计方案和应急预案，从而降低事故的发生概率。
五、航天器的结构改进与创新航空航天工程师需要不断对航天器的结构进行改进与创新。
随着科技的发展和航天工程领域的不断进步，航空航天工程师需要根据最新的科研成果和技术趋势，改进航天器的结构，提高航天器的性能和安全性。
例如，航空航天工程师正在致力于研究新型轻质材料和先进的结构设计，以满足未来航天器的需求。
航空科学中的复合材料技术
航空科学中的复合材料技术近年来，随着航空工业的发展，航空材料的种类也愈加丰富。
其中，复合材料技术备受航空科学领域追捧，成为了重要的技术支撑之一。
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组成的，具有优异的性能。
在航空科学中，复合材料的应用领域非常广泛，包括飞机的外壳、燃料箱、发动机和航空电子设备等。
下面我们来看看复合材料技术在航空科学中的应用。
一、外壳类应用外壳是飞机的“皮肤”，扮演着保护机组人员和设备的重要角色。
而航空外壳的要求非常苛刻，需要同时满足强度、刚度、轻量化、耐腐蚀等多种要求。
传统航空外壳使用的是金属材料，但由于其重量过大，逐渐被复合材料所替代。
利用复合材料制作的外壳，可以在保证强度和刚度的前提下实现轻量化。
现代航空外壳多采用碳纤维、玻璃纤维等材料，具有阻燃、抗静电、抗腐蚀等特点，并且可以根据需要来定制最优的复合材料结构。
二、燃料箱类应用燃料箱是飞机中最危险的部件之一，如果燃油泄漏或者着火，可能会导致灾难性后果。
因此，燃料箱的安全性和可靠性是航空工业中非常重要的问题。
对于传统的金属材料制造的燃料箱，容易因为腐蚀而引发安全事故，而复合材料的使用则可以避免这一问题。
利用复合材料制作的燃料箱，可以实现重量轻、抗腐蚀、耐冲击等特点，有效提高了燃料箱的安全性和可靠性。
同时，复合材料可以组合不同的材料，可以根据需要调整复合材料的组成结构，使得底部和顶部抗压、侧面抗张，从而保持整体坚固和耐用。
三、发动机及推进类应用航空发动机是飞机的“心脏”，对于飞机的性能有着至关重要的影响，同时还需要满足环保、高效、耐用等多种要求。
传统的金属发动机制造技术已经不能适应现代航空科学的要求，逐渐被复合材料所取代。
利用复合材料制造的发动机，可以实现高强度、高可靠性、耐高温等特点，并有效降低了整体重量。
例如，由复合材料制造的涡扇发动机，可以在保证强度的前提下，减轻发动机重量超过40%以上，并提高了燃烧效率和寿命，为航空科学的发展做出了贡献。
民机复合材料结构研发技术
民机复合材料结构研发技术
民机复合材料结构研发技术是指在民用航空领域中，利用复合材料技
术研发新型的航空器结构。
复合材料是由两种或两种以上的材料组成的复
合材料，具有轻质、高强度、高刚度、耐腐蚀、耐疲劳等优点，因此在航
空领域中得到了广泛应用。
民机复合材料结构研发技术主要包括以下几个
方面：1.复合材料材料学研究：研究复合材料的组成、结构、性能、制备
工艺等方面的基础理论和实验技术，为复合材料的应用提供基础支撑。
2.
复合材料结构设计：根据航空器的使用要求和复合材料的特性，设计出适
合的复合材料结构，包括结构形式、材料选择、连接方式等。
3.复合材料
制备工艺研究：研究复合材料的制备工艺，包括预浸料制备、层压成型、
热固化等工艺，以及复合材料的加工工艺，如钻孔、切割、铆接等。
4.复
合材料结构性能测试：对复合材料结构进行力学性能测试、疲劳性能测试、耐腐蚀性能测试等，评估其适用性和可靠性。
5.复合材料结构应用研究：
将复合材料结构应用于实际的民用航空器中，进行试飞和验证，不断改进
和完善复合材料结构的设计和制造技术。
民机复合材料结构研发技术的发展，将推动民用航空器的轻量化、高效化和环保化，提高航空器的性能和
安全性，促进民用航空事业的发展。
创新材料在航天器构造中的应用及加工技术观点简述
创新材料在航天器构造中的应用及加工技术观点简述引言：随着科技的快速发展和人类对于探索未知的渴望，航天事业正迅猛发展。
航天器是实现人类探索太空的最重要工具之一，其构造材料的选择和加工技术的发展对航天器的性能和可靠性具有重要影响。
本文将探讨创新材料在航天器构造中的应用及加工技术观点，并讨论相关领域的研究进展和未来发展方向。
一、创新材料在航天器构造中的应用1. 先进复合材料先进复合材料是航天器构造中的主要创新材料之一。
它由两种或更多种不同性质的材料组成，具有良好的力学性能和物理性能。
在航天器中的应用主要包括航空航天结构件、隔热层和燃烧室等。
先进复合材料具有优异的抗热、抗磨和抗腐蚀性能，同时重量轻、强度高，在航天器的推进效率和载荷能力方面具有巨大优势。
2. 高温合金高温合金是在高温环境下具有良好稳定性和耐腐蚀性能的材料。
航天器在进入大气层再次升空的过程中，需要承受极高的温度和气流力的作用，因此高温合金被广泛应用于火箭喷管、发动机涡轮叶片等关键部件上。
高温合金具有良好的热导性和耐高温性能，能够在极端条件下保持结构的稳定性，并确保航天器的正常运行。
3. 新型陶瓷材料新型陶瓷材料具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，在航天器的热保护和结构支持方面发挥重要作用。
其在航天器中的应用主要包括陶瓷热隔热涂层、陶瓷热结构和导热陶瓷耐火材料等。
新型陶瓷材料的应用，不仅能够提高航天器的耐高温性能，还能够有效隔绝外界热辐射，保护航天器内部的设备和乘员。
二、创新材料在航天器构造中的加工技术观点1. 先进成型技术航天器构造材料的成型工艺对提高产品质量和降低生产成本具有至关重要的影响。
先进成型技术如热压模塑、热流成形和层压复合等，能够有效地实现复合材料的成型加工，并满足航天器的复杂形状和高精度要求。
此外，先进成型技术还能够提高材料的成形效率，减少材料的浪费，降低航天器的自重和能耗。
2. 先进焊接技术航天器中的构造材料往往需要焊接技术来实现零部件的连接。
复合材料成型工艺及其在航空航天上的应用
水溶性聚乙烯醇型砂 、金属框架+石膏表层 （3）缠绕机：缠绕线型准确。
立式缠绕机、卧式缠绕机、编程系统。
17
复合材料成型工艺及其在航空航天上的应用 1 缠绕成型技术
图 环向缠绕
图 螺旋缠绕
图 平面缠绕
18
复合材料成型工艺及其在航空航天上的应用 1 缠绕成型技术
拉挤成型工艺的缺点是产品形状单调，只能生产线形型材，而且横向强度不高。
28
复合材料成型工艺及其在航空航天上的应用
7 拉挤成型技术
（1）拉挤工艺用原材料 ①树脂基体： 不饱和聚酯树脂，约占本工艺树脂用量的90以上，另外还有环氧树脂、
乙烯基树脂、热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂等； ②增强材料 ：主要是玻璃纤维及其制品，如无捻粗纱、连续纤维毡等。为了满足制
如果能够使石墨的六角层平面沿着碳纤维的纤维轴方向择优取向，就会获得高轴向模量的碳纤维。
碳纤维是一个通用名称，它表示一系列由不同原材料和工艺方法制备、主要由碳元素 构成的纤维，如聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、粘胶（Rayon）基碳纤维和沥青（Pitch） 基碳纤维，由于石墨层片的堆叠厚度和石墨层片与纤维轴的取向不同，使这些碳纤维的 性能不同。
6
复合材料成型工艺及其在航空航天上的应用 复合材料增强体-碳纤维
有机先驱体转化法：极高模量的碳（石墨）纤 维可以通过有机先驱丝氧化（或称不熔化）、碳化 和随后高温石墨化的方法来制造。有机先驱丝是碳 纤维的原材料，通常是一些特殊的高聚物纤维，它 们可以在不熔化条件下碳化。有机先驱纤维是由长 分子链（当它完全拉直时长度为0.1~1μm）按无规 方式排列构成的。
航天主结构复合材料及其软模辅助RTM成型工艺
Ab ta t A p i t n fp l rmar o o s e m t il o r r t cu e o e o p c n u t r e sr c p l a o s o oy t x c mp i e as n p i y s u t rs fra rs a e id s y a e r - ci me i t a r ma r r
与燃料储 箱之 间 的连 接 . 由于推力 支架具 有上 述优 点 , 多航天 飞行 器 , 许
图 2 X一 3 证 机 上 的推 力 结 构 [ ] 3验 1 7
空间运载器尤其是 R V都采用了推力支架作为推 L 力 结构 .例如 , 国 A a 美 i rsV型火 箭 的备 用 复合 材料 推力支 架 ( 图 1() , 2 如 b )由 4根碳/ 环氧复 合材 料推 力管通 过金 属接 头连 接 在 大 小 两个 铝 合 金端 框 上 , 前端框直径为 4 6m 后端框直径 为 2 9m, . , 7 . 7 自身总 重 约为 10 g承 载 能 力在 100 g以上 .美 国 X一 8k , 80 k
软模辅助 R M成型工艺与一般 复合材料成型 T 工艺的加压原理有本质上的不同.一般复合材料成
型 工艺 中复合材 料 固化所 需 压 力 来 源于 外 压 力 源 ,
模法成型了具有复杂内腔结构的摩托赛车用高性能碳 / 环氧复合材料轮毂l_国内肖少伯, 1, 9 鞠金山, 勒武刚,
赵亮等人先后就 热膨胀 工艺 的一般原 理进行 了介绍 , 并分 男把热 膨胀成 型工 艺用 于轮毂式 复合材 料背架 , 『 J
维普资讯
第 2 卷第 2期 8 2O 年 6月 O7
航天 返 回与遥 感
S ACEC AFT REC0vERY & REM I S P R E ENS G 4 9
航天航空用的复合材料的组成
2008年9月和2011年11月，“神舟七号”和“神州八号”飞船分别成功进行 太空航行。
飞船的制造需要多种具有特殊性能的复合材料。复合材料通常是由起搭建 作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。以金属为基体的金属基 复合材料，由于金属和增强材料的共同作用，使其具有强度高、密度小、耐摩 擦和耐高温等性能，称为航天、航空等尖端领域的常用材料之一。
基体 铝、镁 镁、钛 铝、钴合金
增强材料
Байду номын сангаас
应用
石墨
卫星、导弹、飞机的结构部件
硼 碳化硅
一些金属复合材料及用途
发动机叶片 高温发动机零件
复合材料拉挤+编织成型工艺介绍
复合材料拉挤+编织成型工艺介绍一、工艺简介复合材料拉挤+编织成型工艺是一种先进的复合材料制造技术，结合了拉挤工艺和编织工艺的优点，能够生产出高性能、高强度、高刚度的复合材料制品。
这种工艺可以广泛应用于航空航天、建筑、汽车、体育器材等领域。
二、工艺流程1. 准备材料：根据制品要求选择合适的增强纤维、树脂以及其他辅助材料。
2. 纤维编织：将增强纤维编织成预设的形状和尺寸，形成编织预制件。
3. 树脂注入：将树脂注入到编织预制件中，使纤维完全浸渍在树脂中。
4. 预固化：在一定温度和压力下进行预固化，使树脂初步固化。
5. 拉挤成型：将预固化的编织预制件通过拉挤模具进行拉挤成型，进一步压缩和排除多余的树脂。
6. 加热固化：在高温下进行加热固化，使树脂完全固化，形成最终的复合材料制品。
7. 冷却和后处理：将制品冷却至室温，并进行必要的后处理，如切割、打磨等。
三、优点和特点1. 高性能：复合材料拉挤+编织成型工艺可以生产出高性能的复合材料制品，具有高强度、高刚度、耐腐蚀等优点。
2. 结构紧凑：这种工艺可以生产出结构紧凑、轻量化的复合材料制品，适用于对重量有较高要求的领域。
3. 可设计性强：可以根据实际需求定制不同的编织预制件和制品尺寸，具有较强的可设计性。
4. 加工效率高：整个工艺流程自动化程度高，加工效率高，可大幅缩短制品生产周期。
5. 环保可持续：该工艺使用的材料多为环保型材料，废弃物可回收再利用，有利于环保和可持续发展。
四、应用领域1. 航空航天领域：复合材料拉挤+编织成型工艺可以用于制造飞机结构件、航天器部件等高性能复合材料制品。
2. 建筑领域：可以用于制造桥梁、建筑支撑结构等高性能复合材料制品，提高建筑物的安全性和耐久性。
3. 汽车领域：可以用于制造汽车车身面板、车架等部件，提高汽车轻量化水平和燃油经济性。
4. 体育器材领域：可以用于制造高尔夫球杆、滑雪板等高性能体育器材，提高运动员竞技水平和运动体验。
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航天科技集团公司五院五O八所 盛磊 研究员
2010-8-31 北京空间机电研究所
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北京空间机电研究所
1
引言
• 材料技术是经济发展的支撑性关键技术。 • 一代新材料，一代新装备 • 卫星运行轨道包括低、中轨道（几百公里），地球同步轨道 （36000公里），星际轨道（距离更远）等。在轨工作寿命几 个月至十五年不等。 • 卫星结构减重意义重大，地球同步轨道卫星若减重1公斤，运 载火箭推力可减轻1吨，卫星的发射费用约为8万美元/公斤。 国外卫星承力结构本体重量达到卫星在轨重量的4.5%，国内 6%~8%。 • 卫星结构塑料化（复合材料化）是减重的根本途径。国外卫星 结构中复合材料占90%以上，国内约为70%~80%，先进复合 材料是卫星结构新一代的材料。
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4.2 地面储存中的性能变化 吸水→聚合物塑性化、膨胀 吸水+较高温度→玻璃化温度、模量、强度降低 表 3树脂浇铸体环境性能保持率
性能 拉伸强度（MPa） 拉伸模量（GPa） 延伸率（％） 弯曲强度（MPa） 弯曲模量（GPa） 处理前 89.28 4.69 2.90 147.2 3.57 处理后 60.5 2.86 2.86 89.5 2.95 性能保持率（％） 67.8 61.0 98.6 60.8 82.6
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全氟乙丙烯共聚物（太阳峰年）
LEO LDEF STS-6，STS-8， STS41-C STS-5，STS-8 LDEF LDEF 超声原子氧源 STS-8 LEO STS-8 -
1.0 0.130 2.1 3.0 <2.0 ≤0.0008 ≤0.0008 1.5±0.5 4.0 4.6±2.4 3.4 3.56 2.7~3.9 3.3~3.7 3.7 3.69 2.8
2.7 复合材料的缺点：脆性大、材料性能分散性大、层间强度低等。
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3 先进复合材料在卫星中的应用：
3.1取其比强度高、比模量高的特点制造星体结构，以减轻卫星重量。
图 1 通信卫星平台蜂窝夹层承力筒
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图 4 通信卫星平台
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图 5 太阳翼基板
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3.2 取其膨胀系数小的特点制造高低温交变环境下变形小的部件
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聚碳酸酯 聚苯乙烯 聚砜 聚砜 聚砜 聚酰亚胺 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯 有抗氧化层的聚酯 聚四氟乙烯 全四氟乙烯共聚物 忒得拉 白色忒得拉 忒得拉 硅氧烷－亚胺黑色共聚物 STS-5，STS-8 STS-8 LDEF LEO STS-8 STS-8 LEO STS-8 STS-8 STS-8 STS-8 LDEF LEO LEO 2.9~6.09 1.7 2.4 2.3 2.41 3.3 3.1 3.04 严重侵蚀 <0.05 <0.05 3.2 0.29 3.19 0.3
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4.3.3 带电粒子辐照 空间带电粒子辐照，对于聚合物材料来说，可 能产生的主要化学变化有：（1）辐射交联，树脂固 化网状结构增加；（2）辐照降解，聚合物发生主链 断裂，分子量下降，生成低分子物；（3）在常压下 发生氧化反应；（4）异构化和歧化反应等。这些变 化都可能反映到复合材料物性的改变。 4.3.4 高低温交变 卫星在轨运行期间要经受（-180℃～+120℃） 激烈高低温热循环作用。由于碳纤维复合材料中纤 维和树脂基体的热膨胀系数差异大，会产生较大的 热应力，若应力过大可导致基体产生裂纹，材料内 部分层，以及纤维与基体界面粘结力减弱，致使材 料力学性能、物理性能发生变化。
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表2 蜂窝夹层结构性能示意图
结构
相对刚度
100
700
3700
相对强度
100
350
925
相对重量
100
103
106
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北京空间机电研究所 4 卫星特殊工作环境及其对复合材料的影响
4.1 卫星工作的环境条件
卫星在发射阶段要经受很大加速度过载、振动、噪声； 返回式航天器在再入阶段：过载、动力学环境、气动热环境； 航天器在轨阶段：高真空、电子、质子、紫外线、原子氧等强辐射、 高低温激烈交变和微重力环境，上述空间环境对材料性能产生较大 影响。 对于空间结构，其环境条件主要包括： • 发射前的地面存储（吸湿）； • 发射中的振动、噪声、冲击及可能的加热； • 低地球轨道上原子氧的侵蚀； • 空间同步轨道上真空排气、带电粒子辐照、极强的高低温 （-180℃～+120℃）冷热交变循环； • 再入飞行器穿过大气层的烧蚀等。
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4.3 空间地球同步轨道环境的影响 4.3.1 真空排气 在真空条件下，复合材料结构中的高分子聚合物原来工艺中残 存的空气、吸收的低分子物会排出引起结构失重（TWL）、挥发 物中可冷凝的组分（CVCM）会沉积在卫星的表面产生污染，影响 性能。国外对用作结构的材料筛选标准定为TWL<1％、 CVCM<0.1%。 4.3.2 真空紫外辐照 真空紫外辐照，尤其是波长200nm～400nm的紫外辐照能使温 控层老化变色，导致吸收率增大；使硅太阳电池效率下降，甚至 完全失效；使复合材料的树脂、胶粘剂变色，甚至挥发掉，致使 材料性能改变；紫外辐照还可加速分子污染。卫星上使用的J-22胶 经过紫外辐照11500ESH（太阳常数h）后剪切强度由辐照前的 29.4MPa降低到22.0MPa，下降约22％。
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2 先进复合材料的突出特点：
2.1 比强度高、比模量高：单向碳/环氧复合材料的比强度是
钢的6倍、铝合金的4—7倍、钛合金的3—5倍；比刚度是钢的 5.5倍、铝合金的6倍、钛合金的5倍。 2.2 热膨胀系数小：一般值为（-0.3—1.00）X10-6/℃，分别是 钢和铝合金的1/10和1/13，其结构在高交变温度下尺寸稳定。 2.3 疲劳性能好：树脂基复合材料的界面能阻止裂纹的扩展， 它的疲劳强度很高，是拉伸强度的70—80% 。试验表明：石 墨/环氧复合材料经107次承载循环后的强度相当于铝合金经105 次循环后的强度。疲劳寿命与重量之比，金属中以钛合金最 高，而复合材料比钛合金还高两倍。 2.4 抗振性能好：结构的固有频率与材料的比模量平方根成正 比，纤维-基体界面吸震能力强、振动阻尼大等。
玻璃纤维 碳纤维/环氧树脂 Kapton Al2O3+Kapton SiO2+ Kapton ≥96% SiO2≤4%聚四氟乙烯+ Kapton 凯芙拉29 凯芙拉49 勤克森（聚碳酸酯纤维） 聚酯薄膜 聚酯薄膜 聚酯薄膜 聚乙烯 聚乙烯 聚乙烯 聚乙烯
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2.5 材料成型和结构成型一次完成，可实现复杂结构的整体成型。 2.6 材料的方向可设计，这就可以有效利用材料，优化结构设计。
不同纤维铺层顺序的层合板反射镜的自重变形
25.2 21. 18.0 14.4
C T E (1 0 -6 ℃-1 )
10.8 7.2 3.6 0 -3.6
高模量碳纤维/环氧层板热膨胀系数与纤维铺层角度关系
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图 2 导航卫星主结构
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图 3 导航卫星波纹承力筒
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表 5 湿热对复合材料压缩性能的影响
层板 0º、±45º 90º 温度 温度升高强度下降 50~80%，模量下降20％ 温度升高强度下降40％ 湿度 1％强度下降10％ 强度下降25％
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测试条件 LDEF STS-5，STS-8 STS-8 STS-8 LEO LDEF LEO
作用系数 0.92~2.3 1.7 2.1 2.6 1.97~2.53 1.7 0.037 0.35 7.7 <0.05
表 6 湿热对复合材料层间剪切性能的影响 T300/553E RT 96.6 层间剪切强度，MPa 150℃ 66.0 200℃ 51.4
表 7 原子氧对不同材料的作用系数
材料名称 碳纤维 环氧树脂 1034环氧树脂 T300/5208环氧树脂 环氧树脂 环氧树脂 全氟乙丙烯共聚物 全氟乙丙烯共聚物 全氟乙丙烯共聚物 全氟乙丙烯共聚物
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