航空材料概论ppt
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航空材料说课PPT幻灯片课件
4
1.1 课程定位—与专业的关系
企业调研 专家座谈
职业 领域
1.飞行器 制造业
2.无人机 应用
岗位 面向
主要就业岗位
飞机钣金工
初始就业 飞机装配工
岗位
复合材料制备工
无人机操控员
发展就业 岗位
无人机设计员 工艺员 品保员
相关就业岗位
飞机产品销售 飞机维护保养; 模具操作工; 机床操作工
调度员; 计划员; 车间主管
无人机装配、飞行维修、无人机操作技术
装配工艺员
编制飞行器装配工艺文件的能力
工艺工装设计员 品保员
零件加工工艺的编制工作;从事整机装配工艺零件加工工艺规程编制能;根据零件加工工序,
编制工作;从事工装夹具的设计与制作工作;
设计夹具的能力
从事产品质量检测工作
能运用各种检测工具检验零部件及整机装配质
量的能力
机械制造的基本理论知识
数控机床 操作工
飞机装配工
普通机床操作和维护保养;从事数控机床操作 和维护保养;飞机零部件加工;飞机整机装配
等工作
普通及数控机床的操作、维护能力 铆、焊、钻、打及钣金成型能力、
飞机部件装配能力
飞机钣金工
制造飞行器零件的能力
复合材料操作工
复合材料零件制造能力
无人机操控员
无人机的安装、调试及飞行控制等工作
项目九、高分子材料 性能及应用
13
2.3 教学模块课时分配
序号
项目名称
1 材料的结构与性能认识
2 铁碳合金材料性能及应用
3 金属材料的热处理
知识目标
4 合金钢材料性能及应用
5 有色金属材料性能及应用
6 粉末冶金材料性能及应用
《航空航天材料》PPT课件
~980
第三代 Rene’ N6 (1994) CMSX-10
第四代 MC-N9
4.2 12.5 1.4 6 7.2 5.4 - 5.75 - 0.15 8.98 2 3 0.4 5 8 6 0.1 5.7 0.2 0.03 9.03 4 - 1 5 5 4 - 6 0.5 0.1 8.75
~1100 (Ru 4%)
图16 美国钛50年概况
美国2000年钛材应用情况 航空工业:65%(军用20%;民用45%) 核心工业(石化、核电等):20% 新兴工业(建筑、日用等):15%
钛成本高:
生产工序复杂、加工困难 TiCl4+镁还原→海绵钛→多次真空自耗熔炼
图8 复合结构的涡轮盘
图9 整体成型的涡轮盘
图10 高温合金凝固中的低偏析原理
飞机材料一直以铝为主,近年来钛合金及复合材料发展很快。
表2 民机机体主要材料的使用量
机种 年代
铝
材料(%)
钢
钛 复合材料
B747 1969
81
13
4
1
A300B 1973
76
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4
5
B757 1982
78
12
6
3
B767 1981
航宇材料的特点
• 总要求
– 高质量 – 高可靠性 – 保障供应 – 价格因素
航空材料的特点
高性能(高比强度及比刚度,耐高温) 长寿命(抗疲劳,耐腐蚀与氧化、抗磨损、耐高温) 高可靠性(测试与质量保证的投入高)
可靠性 图1 材料测试投入与报废率的关系
投入或损失
航天材料的特点
除高比强度、高比刚度、高可靠、批量小、高成本以外。 还要求: 耐空间环境
《航空概论》说课PPT课件
《航空航天概论》说课
说课:吴道明
机电工程系
--
1
主要内容
--
2
课程定位
核心课程:本门课程是飞行器专业的核心课程
本门课程是培养航空兴趣,开展航 模运动和普及国防知识的重要途径。
--
3
教 学目标
1、了解航空航天基本概念,飞行器分类
及发展概况; 2、掌握流体流动的基本规律,飞机的飞
行原理; 3、掌握飞机的基本构造; 4、掌握航空发动机的组成和工作原理; 5、了解飞机的机载设备。
--
12
教学方法和手段
激发兴趣 兴趣是最好的老师
教学 方法
任务驱动 模型制作,巩固理论所学
分组制作 能实现以较少课时完成更多任务
启发引导
课堂教学和课内实践,实现自学
目标-- (航模)
13
教学方法和手段
多媒体课件
教学 手段
交互性动画 航模制作 飞行模拟器
教-- 练遥控器
14
教学方法和手段
--
15
--
4
教学内容
使用教材
--
5
教学内容
理论知识
航空航天发展史 飞机飞行的基本原理
飞机的基本结构 航空发动机
飞机的机载设备
教学 内容
地面设施保障系统
--
6
教学内容 课外知识
推荐杂志
--
7
教学内容 课外知识
推荐杂志
--
8
教学内容 课外知识
推荐网站
--
9
主要内容
--
10
教学对象分析
--
11
主要内容
教学方法和手段
--
16
说课:吴道明
机电工程系
--
1
主要内容
--
2
课程定位
核心课程:本门课程是飞行器专业的核心课程
本门课程是培养航空兴趣,开展航 模运动和普及国防知识的重要途径。
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3
教 学目标
1、了解航空航天基本概念,飞行器分类
及发展概况; 2、掌握流体流动的基本规律,飞机的飞
行原理; 3、掌握飞机的基本构造; 4、掌握航空发动机的组成和工作原理; 5、了解飞机的机载设备。
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12
教学方法和手段
激发兴趣 兴趣是最好的老师
教学 方法
任务驱动 模型制作,巩固理论所学
分组制作 能实现以较少课时完成更多任务
启发引导
课堂教学和课内实践,实现自学
目标-- (航模)
13
教学方法和手段
多媒体课件
教学 手段
交互性动画 航模制作 飞行模拟器
教-- 练遥控器
14
教学方法和手段
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15
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4
教学内容
使用教材
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5
教学内容
理论知识
航空航天发展史 飞机飞行的基本原理
飞机的基本结构 航空发动机
飞机的机载设备
教学 内容
地面设施保障系统
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6
教学内容 课外知识
推荐杂志
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7
教学内容 课外知识
推荐杂志
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8
教学内容 课外知识
推荐网站
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9
主要内容
--
10
教学对象分析
--
11
主要内容
教学方法和手段
--
16
航空用材料简介PPT
化制造工艺等。
数字化加工技术
数字化加工技术是利用 数控机床等设备进行零 件加工的方法。在航空 领域,数字化加工技术 可实现高精度、高效率
的零件加工。
数字化检测技术
数字化检测技术是利用 测量设备对产品进行质 量检测的方法。在航空 领域,数字化检测技术 可实现产品质量的快速
、准确检测。
THANKS FOR WATCHING
航空材料广泛应用于民用航空、军用航空、航天器制造等领域。在民用航空领域,主要用于制造机身、机翼、尾 翼等部件;在军用航空领域,则用于制造战斗机、轰炸机、预警机等高性能军用飞机;在航天器制造领域,则用 于制造火箭、卫星等航天器。
02 金属材料在航空中应用
铝合金及其合金化技术
铝合金特性
轻质、高强度、良好的加工性能 和耐腐蚀性,适用于航空器结构
铸造工艺
铸造是将液态金属浇入铸型中,冷却凝固后获得所需形状和性能的零件或毛坯的成型方法 。航空领域常用的铸造方法有砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造等。
锻造工艺
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、 一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷, 优化微观组织结构。
航空用材料简介
目 录
• 航空材料概述 • 金属材料在航空中应用 • 非金属材料在航空中应用 • 新型航空材料发展趋势与挑战 • 航空材料性能测试与评估方法 • 航空材料制造工艺与设备简介
01 航空材料概述
航空材料定义与分类
定义
航空材料是指用于制造航空器及其部件的材料,需要满足高强度、轻质、耐高温 、耐腐蚀等要求。
数字化制造技术在航空领域应用
第一季度
第二季度
数字化加工技术
数字化加工技术是利用 数控机床等设备进行零 件加工的方法。在航空 领域,数字化加工技术 可实现高精度、高效率
的零件加工。
数字化检测技术
数字化检测技术是利用 测量设备对产品进行质 量检测的方法。在航空 领域,数字化检测技术 可实现产品质量的快速
、准确检测。
THANKS FOR WATCHING
航空材料广泛应用于民用航空、军用航空、航天器制造等领域。在民用航空领域,主要用于制造机身、机翼、尾 翼等部件;在军用航空领域,则用于制造战斗机、轰炸机、预警机等高性能军用飞机;在航天器制造领域,则用 于制造火箭、卫星等航天器。
02 金属材料在航空中应用
铝合金及其合金化技术
铝合金特性
轻质、高强度、良好的加工性能 和耐腐蚀性,适用于航空器结构
铸造工艺
铸造是将液态金属浇入铸型中,冷却凝固后获得所需形状和性能的零件或毛坯的成型方法 。航空领域常用的铸造方法有砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造等。
锻造工艺
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、 一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷, 优化微观组织结构。
航空用材料简介
目 录
• 航空材料概述 • 金属材料在航空中应用 • 非金属材料在航空中应用 • 新型航空材料发展趋势与挑战 • 航空材料性能测试与评估方法 • 航空材料制造工艺与设备简介
01 航空材料概述
航空材料定义与分类
定义
航空材料是指用于制造航空器及其部件的材料,需要满足高强度、轻质、耐高温 、耐腐蚀等要求。
数字化制造技术在航空领域应用
第一季度
第二季度
航空材料有机高分子课件
航空有机高分子材料的挑战与解决方案
挑战
航空有机高分子材料在高温、高湿、高速等极端环境下容易发生老化,影响材料的性能和使用寿命。
解决方案
通过改进制造工艺、添加抗老化剂和提高材料自身的耐候性等手段,提高航空有机高分子材料的稳定 性和使用寿命。同时,加强材料的维护和保养也是延长其使用寿命的重要措施。
04 有机高分子材料在航空工业中的未来发展
医疗领域
用于制造医疗器械、人工器官 等。
03 航空材料中的有机高分子
CHAPTER
航空有机高分子材料的种类与特性
聚合物种类
航空有机高分子材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯等,这些材料具 有较高的耐热性、强度和稳定性。
特性
航空有机高分子材料具有轻质、高强、耐磨、防腐蚀等特点,能够满足航空工 业对材料性能的严格要求。
发展趋势
随着科技的不断进步,航空材料 正朝着轻质化、高性能化、环保 化等方向发展,以满足航空工业 日益增长的需求。
航空材料的挑战与解决方案
挑战
航空材料在高空、高速、高温等极端 环境下需要承受巨大的压力和温度变 化,同时还需要具备抗腐蚀、抗老化 等性能。
解决方案
通过研发新型航空材料、优化材料加 工工艺、加强材料检测与维护等方式 ,提高航空材料的性能和使用寿命, 确保飞行器的安全可靠。
有机高分子材料在航空工业中的技术突破
高性能化
通过改进合成方法和配方,提高 有机高分子材料的性能,如强度 、耐热性、耐磨性等,以满足航 空工业对材料性能的严格要求。
智能化
研究有机高分子材料的智能响应 特性,实现材料的自我感知、自 我调节和自我修复,提高飞机结
构的可靠性和安全性。
绿色化
发展环境友好型的有机高分子材 料,降低生产过程中的环境污染 ,同时提高材料的可循环利用性 ,促进航空工业的可持续发展。
(完整版)航空材料概论ppt
航空材料的演变和展望
4、40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材 料。 5、50年代以后,材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的 研制成功,解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。 6、60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部 件使用了更先进的复合材料,如碳纤维或硼纤维增强的环氧 树脂基复合材料、金属基复合材料等,以减轻结构重量。返 回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹 头再入时间长得多的空气动力加热过程,但加热速度较慢, 热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦 等特殊材料可以解决防热问题。
航空材料的演变和 展望
飞行者一号1903年
航空材料的演变和 展望
ME 109 1935年
航空材料的演变和 展望
F-100F
航空材料的演变和 展望
F-14 1970年
航空材料的演变和 展望
F-22 1989年
航空材料的使用特点
航空航天材料的进展取决于下列3个因素
材料科 学理论 的新发 现
材料加 工工艺 的进展
我国航空材料的发展思路
1、逐步理顺和建立我国航空用各类材料的牌号 序列
2、正确处理并逐步解决多国材料并存、重复、互不 兼容的复杂局面
3、加大对现有定型材料的改进改型研究力度
我国航空材料的发展思路
4、加强对新材料的研究
5、在建立材料牌号序列的同时,建立航空材 料性能数据库 6、加强特种工艺和理化测试技术的开发研究
材料与航空
按
照
化 金属材料 学
成
分
可
以
高分子
分
材料
为
无机非金属材 料
复合材料
材料与航空
• 金属材料主要有:铝合金、钛合金、 钢、高温合金、粉末冶金合金等;
《航空航天材料》PPT课件
第 一 代 (1984)
PWA1480
10 5 - 4 12 - - 5.0 1.5 - 8.70
~950
Rene’ N4
9 8 2 6 4 - 0.5 3.7 4.2 - 8.56
推重比的不断提高要求材料的轻量化,高压涡轮温度的攀升 是材料中的最大难点。除了采用耐高温材料以外,需要有效 冷却。图7为美国宇航局对今后航空发动机材料的预测。
图7 未来发动机材料预测
Ni基合金
Ti基复合材料
难熔
钢
Ni、Fe、Nb铝化 物基复合材料
钛铝化合物基 复合材料
(Ru 4%)
表4 单晶叶片(镍基高温合金)典型成分
特点:第二、三代加Re(铼),第四代又加Ru(钌)4%
1973
76
13
4
5
B757
1982
78
12
6
3
B767
1981
80
14
2
3
A320 Leabharlann 1987 76.5
13.5
4.5
5.5
B777
1994
70
11
7
11
A340
1991
75
8
6
8
A380
2005
-
-
10
22
B787
2007
-
-
15
50
A350
聚丙烯腈(PAN)
碳化 (1000-1600℃)
预氧化 (200-300℃)
碳纤维
石墨化 (2500-2800℃)
高模量
7
PWA1480
10 5 - 4 12 - - 5.0 1.5 - 8.70
~950
Rene’ N4
9 8 2 6 4 - 0.5 3.7 4.2 - 8.56
推重比的不断提高要求材料的轻量化,高压涡轮温度的攀升 是材料中的最大难点。除了采用耐高温材料以外,需要有效 冷却。图7为美国宇航局对今后航空发动机材料的预测。
图7 未来发动机材料预测
Ni基合金
Ti基复合材料
难熔
钢
Ni、Fe、Nb铝化 物基复合材料
钛铝化合物基 复合材料
(Ru 4%)
表4 单晶叶片(镍基高温合金)典型成分
特点:第二、三代加Re(铼),第四代又加Ru(钌)4%
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B757
1982
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B767
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13.5
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B777
1994
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A340
1991
75
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A380
2005
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B787
2007
-
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15
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A350
聚丙烯腈(PAN)
碳化 (1000-1600℃)
预氧化 (200-300℃)
碳纤维
石墨化 (2500-2800℃)
高模量
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《常用航空材料》课件
航空材料的发展趋势
新材料研发
随着科技的发展,新型的航空 材料不断涌现,如碳纤维复合
材料、钛合金等。
环保要求
随着环保意识的提高,对航空 材料的环保要求也越来越高, 如降低碳排放等。
智能化
未来航空材料的发展将更加智 能化,如智能材料、自适应材 料等。
3D打印技术
3D打印技术在航空材料的制造 中应用越来越广泛,可以大大 提高材料的性能和生产效率。
06
材料性能测试与评价
拉伸试验
总结词
拉伸试验是评估材料在拉伸载荷下性能的重要手段。
详细描述
通过拉伸试验,可以测定材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度等参数,从而全 面了解材料的力学性能。拉伸试验通常采用恒速拉伸的方式,对试样施加逐渐增 大的拉力,直到试样断裂。
冲击试验
总结词
冲击试验是评估材料抵抗冲击载荷能 力的重要方法。
压焊
钎焊
利用熔点低于母材的钎料作为连接材 料,加热后使钎料熔化并填充接头间 隙,再通过液态钎料与母材相互扩散 形成连接的方法。
通过施加压力使两个焊件连接在一起 的方法。
表面处理技术
电镀
利用电解原理在金属表面镀上一 层金属或合金的方法。
喷涂
利用喷枪将涂料喷涂在金属表面形 成涂层的方法。
化学镀
通过化学反应在金属表面镀上一层 金属或合金的方法。
由两种或多种材料组成的是复合材料,各组分材料保 持其原有性能并协同工作,共同完成某些功能。
复合材料的优点
比传统单一材料具有更高的强度、刚度、耐腐蚀性和 抗疲劳性能等。
复合材料的分类
按基体材料可分为金属基复合材料、树脂基复合材料 和陶瓷基复合材料等。
工程塑料
工程塑料定义
航空用材料简介PPT
具备轻质的特点。
耐腐蚀
航空材料必须具备优良 的耐腐蚀性能,以确保 长期使用过程中的可靠
性和安全性。
高温性能
航空材料应具备优良的 高温性能,以承受飞机 发动机和燃气轮机的高
温工作环境。
航空材料的发展趋势
新材料研发
复合材料的广泛应用
随着科技的发展,新型航空材料不断涌现 ,如纳米材料、智能材料在航空领域的应用包括制造轻量化零部件、增强复合材料的性能以及提高燃油效率等。例如,碳纳米管 和纳米陶瓷等材料在航空发动机和飞机结构中得到了广泛应用。
3D打印技术
总结词
3D打印技术是一种通过逐层堆积材料 来制造三维物体的技术,具有快速、 灵活和定制化的特点。
详细描述
在航空领域,3D打印技术被用于制造 零部件、原型和复杂结构等。通过3D 打印,可以减少生产成本、缩短生产 周期并提高设计自由度。
航空用材料简介
• 航空材料概述 • 金属材料 • 非金属材料 • 新材料与技术 • 航空材料的挑战与前景
01
航空材料概述
航空材料的分类
铝合金
由于其轻质、高强度和良好的耐腐蚀性,铝合金在航空领域应用广泛。
高温合金
用于制造飞机发动机和燃气轮机的叶片、盘和轴等关键部件,具有优 良的耐高温性能和机械性能。
复合材料在航空领域的应用越来越广泛, 未来将有更多的复合材料应用于飞机结构 和蒙皮。
3D打印技术的应用
环保与可持续发展
3D打印技术为航空材料的制造提供了新的 可能性,可以实现复杂结构的高效制造。
随着环保意识的提高,航空材料的发展将 更加注重环保和可持续发展,如开发可回 收和生物降解的航空材料。
02
工程塑料具有较高的机械强度、良好的 耐热性和优良的化学稳定性等特点。
耐腐蚀
航空材料必须具备优良 的耐腐蚀性能,以确保 长期使用过程中的可靠
性和安全性。
高温性能
航空材料应具备优良的 高温性能,以承受飞机 发动机和燃气轮机的高
温工作环境。
航空材料的发展趋势
新材料研发
复合材料的广泛应用
随着科技的发展,新型航空材料不断涌现 ,如纳米材料、智能材料在航空领域的应用包括制造轻量化零部件、增强复合材料的性能以及提高燃油效率等。例如,碳纳米管 和纳米陶瓷等材料在航空发动机和飞机结构中得到了广泛应用。
3D打印技术
总结词
3D打印技术是一种通过逐层堆积材料 来制造三维物体的技术,具有快速、 灵活和定制化的特点。
详细描述
在航空领域,3D打印技术被用于制造 零部件、原型和复杂结构等。通过3D 打印,可以减少生产成本、缩短生产 周期并提高设计自由度。
航空用材料简介
• 航空材料概述 • 金属材料 • 非金属材料 • 新材料与技术 • 航空材料的挑战与前景
01
航空材料概述
航空材料的分类
铝合金
由于其轻质、高强度和良好的耐腐蚀性,铝合金在航空领域应用广泛。
高温合金
用于制造飞机发动机和燃气轮机的叶片、盘和轴等关键部件,具有优 良的耐高温性能和机械性能。
复合材料在航空领域的应用越来越广泛, 未来将有更多的复合材料应用于飞机结构 和蒙皮。
3D打印技术的应用
环保与可持续发展
3D打印技术为航空材料的制造提供了新的 可能性,可以实现复杂结构的高效制造。
随着环保意识的提高,航空材料的发展将 更加注重环保和可持续发展,如开发可回 收和生物降解的航空材料。
02
工程塑料具有较高的机械强度、良好的 耐热性和优良的化学稳定性等特点。
《航空航天材料》课件
智能材料
智能材料可以根据外部条件自动调节其形状、光学性能等,为航天器设计提供更多可能。
生物仿生材料
生物仿生材料的研究可以为航空航天工程提供启示,使材料具备更好的自修复和自适应能力。
五、航空航天材料的应用
飞机材料应用
航空材料在飞机制造中扮演着 重要角色,如机身、发动机、 起落架等都需要优质材料。
火箭材料应用
复合材料
碳纤维、玻璃纤维和有机基复合材料等具有高 强度、耐腐蚀和轻质化的特点。
三、功能材料
陶瓷材料
碳硅和氧化铝等陶瓷材料在航空航天领域中具有良好的高温耐性和耐腐蚀性。
高温合金
高温合金能够在极端高温环境下保持稳定性,适用于航空发动机等高温部件。
四、新型材料
纳米材料
纳米材料具有特殊的力学、光学和电学性质,在航空航天领域具有广阔的应用前景。
火箭发动机、燃料储气罐等都 需要高温耐久、高压力材料的 支持,以保障航天器的运行。
航天器材料应用
卫星、航天飞行器等航天器的 结构材料和功能材料要求高强 度、轻质化以及耐辐射等特性。
六、材料检测与评估
1
检测方法
通过非破坏性和破坏性测试等方法对材料进行性能检测和质量评估。
2
材料评估
根据性能要求和应用环境,评估材料的适用性以及寿命预测。
《航空航天材料》PPT课 件
本课件将介绍航空航天材料以及其在航空航天领域的重要性和应用。让我们 一起探索这个引人入胜的领域吧!
一、引言
航空航天材料是指在航空航天工程中所使用的各种材料。它们根据性能和用途可以分为不同的分类。
Hale Waihona Puke 二、结构材料金属材料
钛合金、铝合金和镁合金是常用的金属材料, 具有优异的强度和轻量化特性。
智能材料可以根据外部条件自动调节其形状、光学性能等,为航天器设计提供更多可能。
生物仿生材料
生物仿生材料的研究可以为航空航天工程提供启示,使材料具备更好的自修复和自适应能力。
五、航空航天材料的应用
飞机材料应用
航空材料在飞机制造中扮演着 重要角色,如机身、发动机、 起落架等都需要优质材料。
火箭材料应用
复合材料
碳纤维、玻璃纤维和有机基复合材料等具有高 强度、耐腐蚀和轻质化的特点。
三、功能材料
陶瓷材料
碳硅和氧化铝等陶瓷材料在航空航天领域中具有良好的高温耐性和耐腐蚀性。
高温合金
高温合金能够在极端高温环境下保持稳定性,适用于航空发动机等高温部件。
四、新型材料
纳米材料
纳米材料具有特殊的力学、光学和电学性质,在航空航天领域具有广阔的应用前景。
火箭发动机、燃料储气罐等都 需要高温耐久、高压力材料的 支持,以保障航天器的运行。
航天器材料应用
卫星、航天飞行器等航天器的 结构材料和功能材料要求高强 度、轻质化以及耐辐射等特性。
六、材料检测与评估
1
检测方法
通过非破坏性和破坏性测试等方法对材料进行性能检测和质量评估。
2
材料评估
根据性能要求和应用环境,评估材料的适用性以及寿命预测。
《航空航天材料》PPT课 件
本课件将介绍航空航天材料以及其在航空航天领域的重要性和应用。让我们 一起探索这个引人入胜的领域吧!
一、引言
航空航天材料是指在航空航天工程中所使用的各种材料。它们根据性能和用途可以分为不同的分类。
Hale Waihona Puke 二、结构材料金属材料
钛合金、铝合金和镁合金是常用的金属材料, 具有优异的强度和轻量化特性。
航空材料学-绪论PPT课件
空天飞机:水平起飞,一级入轨,完全重复使用 全机采用热结构设计
31
2.航空航天材料简史:航天
美国航天飞机热防护系统所用材料情况
应用部位 头锥帽,机翼前缘 机身,机翼下表面 机身,机翼上表面
材料 抗氧化碳/碳 刚性陶瓷瓦 柔性陶瓷隔热毡
适用范围 >1260 ºC 650-1260 ºC 370-650 ºC
歼 -10 战 斗 机 是 我 国 第 一 架 完 全 独 立 拥 有 自 主 知 识 产 权 的 战 斗 机 , 2005年正式装备部队并在很短的时间内成建制、系统地形成了战斗力。
20
2.航空航天材料简史:航空
大型客机:
B-747
铝合金 钢 钛合金 复合材料 (%) (%) (%) (%)
81
13
5
材料的重要作用
回顾历史,任何一个时代的变革,都是以新材料的产生为基础 的,新材料总是:
➢革命性的
➢改变人们的生活和文化的进程
➢产生一种全新的工业
举例:
• 旧石器时代 • 新石器时代 • 青铜时代 • 铁器时代
距今约250万年 距今1万年 公元前3000年 公元前1000年
• 水泥、钢、塑料;合成纤维(如尼龙)取代自然纤维(如棉、麻,蚕丝)
第一代航天飞机:垂直起飞,水平降落,部分多次重复使用,飞行次数100次。 采用防热-结构分开设计的思想:冷结构+热防护系统
第二代航天飞机:水平起飞,二级入轨,部分重复使用。 部分热结构设计为主与冷结构+热防护系统相结合
创新处: 1. 二级入轨:用超高音速飞机把二级飞行器用火箭发动机送入空间轨道,飞
机返回地面。 2. 热结构设计:把承力结构设计和热防护的隔热防热设计结合在一起。
31
2.航空航天材料简史:航天
美国航天飞机热防护系统所用材料情况
应用部位 头锥帽,机翼前缘 机身,机翼下表面 机身,机翼上表面
材料 抗氧化碳/碳 刚性陶瓷瓦 柔性陶瓷隔热毡
适用范围 >1260 ºC 650-1260 ºC 370-650 ºC
歼 -10 战 斗 机 是 我 国 第 一 架 完 全 独 立 拥 有 自 主 知 识 产 权 的 战 斗 机 , 2005年正式装备部队并在很短的时间内成建制、系统地形成了战斗力。
20
2.航空航天材料简史:航空
大型客机:
B-747
铝合金 钢 钛合金 复合材料 (%) (%) (%) (%)
81
13
5
材料的重要作用
回顾历史,任何一个时代的变革,都是以新材料的产生为基础 的,新材料总是:
➢革命性的
➢改变人们的生活和文化的进程
➢产生一种全新的工业
举例:
• 旧石器时代 • 新石器时代 • 青铜时代 • 铁器时代
距今约250万年 距今1万年 公元前3000年 公元前1000年
• 水泥、钢、塑料;合成纤维(如尼龙)取代自然纤维(如棉、麻,蚕丝)
第一代航天飞机:垂直起飞,水平降落,部分多次重复使用,飞行次数100次。 采用防热-结构分开设计的思想:冷结构+热防护系统
第二代航天飞机:水平起飞,二级入轨,部分重复使用。 部分热结构设计为主与冷结构+热防护系统相结合
创新处: 1. 二级入轨:用超高音速飞机把二级飞行器用火箭发动机送入空间轨道,飞
机返回地面。 2. 热结构设计:把承力结构设计和热防护的隔热防热设计结合在一起。
第一章航空材料
维护技术基础
第1章 航空材料 维护技术基础
第1章 航空材料
把试样承受的载荷P除以试样的原始横截面 积F0,则得到试样所承受的拉应力 ,即
把试样的伸长量△l除以 试件原始的标距长度l0, 则得到试样的相对伸长 一应变 ,即
维护技术基础
强度指标
第1章 航空材料
金属在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫强度。
①熔焊:将两个工件的结合部位加热到熔化状态,冷却后形 成牢固的接头,使两个工件焊接成为一个整体。一般还要 在结合部位另加填充金属。熔焊一般又分为电焊和气焊。
②钎焊:将两个工件的结合部位和作为填充金属的钎料进行 适当的加热,钎料的熔点比工件金属的熔点低,在工件金 属还没有熔化的情况下,将已熔化的钎料填充到工件之间, 与固态的工件金属相互溶解和扩散,钎料凝固后将两个工 件焊接在一起。
– 弹性模量E是引起材料发生单位弹性应变时所需要的应力, 它表示了金属材料抵抗弹性变形的能力。
– 材料的弹性模量E越大,在一定应力作用下,产生的弹性 应变越小,材料的刚度就越大。
– 金属材料的弹性模量随着温度的升高而降低。
(2)弹性极限
材料保持弹性变形的最大应力值称为弹性极限,用σe表示。 σe
=P /F e0
– 金属材料的焊接性是指在采用一定的焊接工艺方法、焊接 材料、工艺参数等条件下,获得优质焊接接头的难易程度。
(4)切削加工性:用切削工具进行加工时,金属表现出 来的性能叫做金属的切削加工性能。
– 金属具有较好的切削加工性通常是指切削加工时,切削力 小,切削碎屑容易脱落,切削工具不易磨损,加工后容易 得到光洁度较高的加工表面。
维护技术基础
第1章 航空材料
对于在使用中承受较大冲击载荷的构件来说,材料 的冲击韧性是很重要的性能指标。如起落架结构中 的承力构件就采用强度高、韧性好的合金钢来制造。
第1章 航空材料 维护技术基础
第1章 航空材料
把试样承受的载荷P除以试样的原始横截面 积F0,则得到试样所承受的拉应力 ,即
把试样的伸长量△l除以 试件原始的标距长度l0, 则得到试样的相对伸长 一应变 ,即
维护技术基础
强度指标
第1章 航空材料
金属在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫强度。
①熔焊:将两个工件的结合部位加热到熔化状态,冷却后形 成牢固的接头,使两个工件焊接成为一个整体。一般还要 在结合部位另加填充金属。熔焊一般又分为电焊和气焊。
②钎焊:将两个工件的结合部位和作为填充金属的钎料进行 适当的加热,钎料的熔点比工件金属的熔点低,在工件金 属还没有熔化的情况下,将已熔化的钎料填充到工件之间, 与固态的工件金属相互溶解和扩散,钎料凝固后将两个工 件焊接在一起。
– 弹性模量E是引起材料发生单位弹性应变时所需要的应力, 它表示了金属材料抵抗弹性变形的能力。
– 材料的弹性模量E越大,在一定应力作用下,产生的弹性 应变越小,材料的刚度就越大。
– 金属材料的弹性模量随着温度的升高而降低。
(2)弹性极限
材料保持弹性变形的最大应力值称为弹性极限,用σe表示。 σe
=P /F e0
– 金属材料的焊接性是指在采用一定的焊接工艺方法、焊接 材料、工艺参数等条件下,获得优质焊接接头的难易程度。
(4)切削加工性:用切削工具进行加工时,金属表现出 来的性能叫做金属的切削加工性能。
– 金属具有较好的切削加工性通常是指切削加工时,切削力 小,切削碎屑容易脱落,切削工具不易磨损,加工后容易 得到光洁度较高的加工表面。
维护技术基础
第1章 航空材料
对于在使用中承受较大冲击载荷的构件来说,材料 的冲击韧性是很重要的性能指标。如起落架结构中 的承力构件就采用强度高、韧性好的合金钢来制造。
航空材料概论 ppt课件
181逐步理顺和建立我国航空用各类材料的牌号序列2正确处理并逐步解决多国材料并存重复互不兼容的复杂局面3加大对现有定型材料的改进改型研究力度192021添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本22添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本23添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本24添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本25添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本26添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本27
我国航空材料的发展思路
我国航空材料的发展思路
我国航空材料的发展思路
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材料性 能测试 与无损 检测技 术进步
航空材料的使用特点
种类、品种、规格多 高的比强度和高的比刚度 高温合金是航空材料及其重要的组成部分 质量要求高、抗疲劳性能 成本高,价格贵
我国航空材料的发展现状
我国航空材料存在的问题.
1 材料牌号多、乱且重复 2 没有相应的材料标准体系 3 材料性能数据“少、缺、散” 4 材料的实物质量低
航空材料的演变和 展望
飞行者一号1903年
航空材料的演变和 展望
ME 109 1935年
航空材料的演变和 展望
F-100F
航空材料的演变和 展望
F-14 1970年
我国航空材料的发展思路
我国航空材料的发展思路
我国航空材料的发展思路
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材料性 能测试 与无损 检测技 术进步
航空材料的使用特点
种类、品种、规格多 高的比强度和高的比刚度 高温合金是航空材料及其重要的组成部分 质量要求高、抗疲劳性能 成本高,价格贵
我国航空材料的发展现状
我国航空材料存在的问题.
1 材料牌号多、乱且重复 2 没有相应的材料标准体系 3 材料性能数据“少、缺、散” 4 材料的实物质量低
航空材料的演变和 展望
飞行者一号1903年
航空材料的演变和 展望
ME 109 1935年
航空材料的演变和 展望
F-100F
航空材料的演变和 展望
F-14 1970年
飞机的材料与结构课件
金属结构
金属结构是最常见的飞机结构类型,如铝合金和钛合金。
复合材料结构
复合材料结构由多种材料组成,如碳纤维增强复合材料和玻璃纤 维增强复合材料。
混合结构
混合结构结合了金属和复合材料的优点,以提高飞机的性能和寿 命。
飞机结构设计的要求
强度要求
飞机结构设计必须能够承受飞 行过程中的各种载荷,如重力
、气动力和发动机推力等。
为所需的复合材料结构件。
复合材料的增强材料制备
根据需要,选用玻璃纤维、碳纤维等 增强材料,并将其进行表面处理。
复合材料的后处理
对复合材料结构件进行切割、打磨、 钻孔等加工,以满足飞机结构的装配 需求。
05
飞机结构的制造技术
飞机部件的加工与装配
飞机部件的加工
飞机部件的加工涉及到精密的机械加工和特种加工技术,如铣削、车削、磨削 等,以保证部件的尺寸精度和表面质量。
钛合金
钢
钛合金具有高强度、耐高温和良好的耐腐 蚀性,常用于制造飞机发动机部件和高温 部位结构。
在一些特殊情况下,如起落架和部分承力 结构,飞机仍使用钢材。
飞机材料的要求
高强度
飞机材料必须能够承受 飞行过程中的高应力。
轻质
为了提高燃油效率和飞 行性能,飞机材料应尽
可能轻。
耐腐蚀性
飞机材料必须能够经受 各种恶劣环境的影响, 如海洋、沙漠和高山等
。
可加工性
飞机材料应具有良好的 可加工性,以便于制造
和维修。
飞机材料的现状与发展
现状
铝合金和复合材料是目前飞机制造中最常用的两种材料。随 着技术的发展,复合材料的用量逐渐增加,部分传统金属材 料的使用量逐渐减少。
发展
未来飞机材料的发展将更加注重环保、可持续性和降低成本 。新型材料如碳纤维增强塑料(CFRP)和其他复合材料将继 续得到广泛应用。同时,金属材料也将通过改进工艺和合金 成分等方式进一步提高性能和降低成本。
航空材料
高分子材料又称聚合物或高聚物。一类由一种或几种分子或分子团(结构单元或单体)以共价键结合成具有 多个重复单体单元的大分子,其相对分子质量高达104-106。它们可以是天然产物如纤维、蛋白质和天然橡胶等, 也可以是用合成方法制得的,如合成橡胶、合成树脂、合成纤维等非生物高聚物,聚合物的特点是种类多、密度 小(仅为钢铁的1/7~1/8),比强度大,电绝缘性、耐腐蚀性好,加工容易,可满足多种特种用途的要求。卨分子 材料包括塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等领域,可部分取代金属、非金属材料。
航空材料
制造航空器、航空发动机和机载设备等所用各类材料的 总称
01 发展简史
03 关键技术
目录
02 发展特点 04 国内发展现状
05 分类
07 特殊性
目录
06 性能特点 08 未来发展方向
航空材料是制造航空器、航空发动机和机载设备等所用各类材料的总称。
到人们期望的性能、使用寿命与可靠性的技术 基础。由于航空材料的基础地位,以及其对航空产品贡献率的不断提高,航空材料与航空发动机、信息技术成为 并列的三大航空关键技术之一,也是对航空产品发展有重要影响的六项技术之一。美国空军在《2025年航空技术 发展预测报告》中指出,在全部43项航空技术中,航空材料重要性位居第2。此外,航空先进材料技术还被列为 美国国防四大科技(分别为信息技术、材料技术、传感器技术和经济可承受性技术)优选项目之一,是其他三项 技术的物质基础及重要组成部分。
特殊性
航空材料是研制生产航空产品的物质保障,与航空技术关系极为密切,具有以下特殊性。
1.轻质高强、高温耐蚀
航空产品特殊的工作环境对航空材料提出“轻质高强、高温耐蚀”的特殊要求。航空工业有一句口号叫做 “为每一克减重而奋斗”,反映了减重对于航空产品的重大经济意义。而且材料减重对飞机减重的贡献也越来越 大,所以轻质高强是航空材料必须满足的首要性能要求。“高温耐蚀”的“高温”是指航空材料要能耐受较高的 工作温度。对于机身材料,气动力加热效应使机身表面温度升高,需要结构材料具有好的高温强度;对于发动机 材料,要求涡轮盘和涡轮叶片材料要有好的高温强度和耐高温腐蚀性能。“耐蚀”是指航空材料要有优良的抗腐 蚀,主要是指抗应力腐蚀、腐蚀疲劳的能力。
航空材料
制造航空器、航空发动机和机载设备等所用各类材料的 总称
01 发展简史
03 关键技术
目录
02 发展特点 04 国内发展现状
05 分类
07 特殊性
目录
06 性能特点 08 未来发展方向
航空材料是制造航空器、航空发动机和机载设备等所用各类材料的总称。
到人们期望的性能、使用寿命与可靠性的技术 基础。由于航空材料的基础地位,以及其对航空产品贡献率的不断提高,航空材料与航空发动机、信息技术成为 并列的三大航空关键技术之一,也是对航空产品发展有重要影响的六项技术之一。美国空军在《2025年航空技术 发展预测报告》中指出,在全部43项航空技术中,航空材料重要性位居第2。此外,航空先进材料技术还被列为 美国国防四大科技(分别为信息技术、材料技术、传感器技术和经济可承受性技术)优选项目之一,是其他三项 技术的物质基础及重要组成部分。
特殊性
航空材料是研制生产航空产品的物质保障,与航空技术关系极为密切,具有以下特殊性。
1.轻质高强、高温耐蚀
航空产品特殊的工作环境对航空材料提出“轻质高强、高温耐蚀”的特殊要求。航空工业有一句口号叫做 “为每一克减重而奋斗”,反映了减重对于航空产品的重大经济意义。而且材料减重对飞机减重的贡献也越来越 大,所以轻质高强是航空材料必须满足的首要性能要求。“高温耐蚀”的“高温”是指航空材料要能耐受较高的 工作温度。对于机身材料,气动力加热效应使机身表面温度升高,需要结构材料具有好的高温强度;对于发动机 材料,要求涡轮盘和涡轮叶片材料要有好的高温强度和耐高温腐蚀性能。“耐蚀”是指航空材料要有优良的抗腐 蚀,主要是指抗应力腐蚀、腐蚀疲劳的能力。
《航空用材料简介》PPT幻灯片PPT
锻铝(Wrought Aluminum) (3)
7000系列:锌(Zinc)为主要之成分 经热处理提高强度,为所有铝合金中强度最高,有
些 第二位表示原产品以后修正其成分之次数 第三及四位表示产品开发次序 1130:纯度99+0.3=99.3% 2117
• 热处理铝合金如施以适当热处理其内部构造发生一种相变化,产 生细致析出物,藉此种析出物,强化材料。这种现象叫析出硬化 或时效硬化。
飞机用材料
钢〔Steels〕
• 以含碳量2%为分界,在0.05%~0.2%的铁系合 金称钢材。而2%~4.5%的含碳量称为铸铁。
• 钢即是铁-碳合金,除了含有碳元素外,亦可 进一步包含微量其它合金元素。较常见钢铁分 类系根据碳浓度的上下分别区分为
• 低碳钢、中碳钢、高碳钢 • 低合金钢〔alloy steel):合金元素总量少于5% • 高合金钢:合金元素总量超过于5% • 工具钢
铸铁〔Cast Iron〕
• 通常铸铁是铁合金的加上高达3.0﹪至4.5%之碳 而称之。其与碳钢一般,均可再添加其他合金 元素,已进一步强化铸铁的各项机械性能。对 大部份铸铁而言,碳系以石墨形式存在。最常 见铸铁包括灰铸铁、球墨铸铁、白铸铁和展性 铸铁等。
灰铸铁〔Gray Cast Iron〕
• 灰铸铁中碳与硅含量分别介于2.5wt﹪和4.0wt% 之间以及1.0wt﹪和3.0wt%之间。对大部份灰铸 铁而言,石墨是以片状形式存在于基地内,典 型灰铸铁显微组织片状石墨,其破裂外表出现 灰色状,因而称之为灰铸铁,其在工业上的用 量极大。
Hale Waihona Puke 延性〔或球墨〕铸铁• 在铸造之前参加少量镁和铈,或镁或铈到灰铸 铁中会产生不一样显微构造及机械性质。石墨 仍然形成,但是以球状颗粒代替原先的片状。 此结果的合金称球墨或延性铸铁。此种铸件比 灰铸铁更强并且更有延性。此类材料典型应用 包括阀、泵体、曲柄虹、齿轮,以及其它自动 如切削零件。
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材料与航空
1、按照使用功能可以分为: • 功能材料 • 结构材料 • 结构指的是机身、机翼、垂直尾翼、水平尾翼、
各种操纵面板、起落架等。 • 用于加工制造这些结构的单元件的材料都属于结
构材料。 2、按使用部位可以分为 • 飞机机体材料、发动机材料、机载设备材料
航空材料的演变和展望
1
1903-1919:木、布结构
航空材料的演变和展望
4、40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材 料。
5、50年代以后,材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的 研制成功,解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。
6、60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部 件使用了更先进的复合材料,如碳纤维或硼纤维增强的环 氧树脂基复合材料、金属基复合材料等,以减轻结构重量。 返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导 弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程,但加热速度 较慢,热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料 陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。
目录
绪论
轻金属与 超高强度 钢
高温结构
材料
先进复合材 料
航空用功能 材料
绪论
什么 是航 空?
航空材料 都有哪些
航空材料 发展现状 和思路
材料与航空
问题一:什么样的材料可以称为航空材料?
航空材料:是指制造航空器、航空发动机 和机载设备等所用各类材料的总称。
材料与航空
按
照
化 金属材料 学
成
分
可
以
高分子
材料性 能测试 与无损 检测技 术进步
航空材料的使用特点
种类、品种、规格多 高的比强度和高的比刚度 高温合金是航空材料及其重要的组成部分 质量要求高、抗疲劳性能 成本高,价格贵
我国航空材料的发展现状
我国航空材料存在的问题.
1 材料牌号多、乱且重复 2 没有相应的材料标准体系 3 材料性能数据“少、缺、散” 4 材料的实物质量低
我国航空材料的发展思路
我国航空材料的发展思路
我国航空材料的发展思路
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2
1920-1949:铝、钢结构
3
1950-1969;铝钛钢结构
4 1970-21世纪初:铝钛钢复合材料结构(以铝 为主)
5 21世纪至今:复合材料、铝钛钢结构(以复合 材料为主)
航空材料的演变和展望
1、1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动 机的飞机,当时使用的材料有木材(占47%),钢(占35%)和布 (占18%),飞机的飞行速度只有16公里/时。 2、1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝,使制 造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞 机的承载能力已大大增加,飞行速度超过了600公里/时。在 合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气 式发动机的性能得以不断提高。 3、50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热 障”问题起了重大作用,飞机的性能大幅度提高,最大飞行速 度达到了3倍音速。
航空材料的演变和 展望
飞行者一号1903年
航空材料的演变和 展望
ME 109 1935年
航空材料的演变和 展望
F-100F
航空材料的演变和 展望
F-14 1970年
航空材料的演变和 展望
F-22 1989年
航空材料的使用特点
航空航天材料的进展取决于下列3个因素
材料科 学理论 的新发 现
材料加 工工艺 的进展
分
材料
为
无机非金属材 料
复合材料
材料与航空
• 金属材料主要有:铝合金、钛合金、 钢、高温合金、粉末冶金合金等;
• 无机非金属材料:玻璃、陶瓷等; • 复合材料:聚合物基复合材料、金属
基复合材料、无机非金属基复合材料、 碳或碳复合材料等; • 高分子材料:透明材料、胶黏剂、橡 胶及密封剂、涂料、工程塑料等。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ