航空工程材料及应用第六章 飞机结构中非金属材料的应用

三、密封材料与表面涂料
1.密封材料
（2）密封材料的分类 1）密封胶 飞机上使用的密封胶，主要牌号有XM-18密封胶，XM-22密封胶。 XM-18 密封胶主要用于飞机座舱和座舱盖以及金属板材铆接、螺栓连
接结构的缝内或表面密封，还可用在与燃油、水接触的螺栓、铆钉及其它金 属结合处缝内或表面的密封。
XM-22 密封胶主要用于飞机的机翼、机身和整体燃油箱的密封，尤其 适用于尺寸大而不便于加温处理以及挠曲变形大的机件。
二、绝缘材料与绝热材料
2.绝热材料
飞机上常用的绝热材料有毡、絮垫、石棉、水玻璃等。 （2）絮垫 絮垫是在松软的纤细层两面包覆棉布或玻璃布缝合制成的。根据所用的 纤维层不同，可分为以下几种： 1）毛絮垫 它的纤维层为经过加工的鹿毛，其特点是轻而导热性小，但成本较高。 常用作座舱及热气输送管的保温材料。 2）棉絮垫 它的纤维层为经过防火处理的棉花，其保温性较毛絮垫差，吸水性较大， 但成本较低。常用作毛絮垫的代用品。
二、绝缘材料与绝热材料
2.绝热材料
飞机上常用的绝热材料有毡、絮垫、石棉、水玻璃等。 （1）毡 毡是用密集纤维制成的软轻而坚固的制品，飞机上常用的是羊毛絮压制 成的毛毡。毛毡有很好的绝热隔音性能，可作绝热、隔音、密封、减震、过 滤等用途的材料。如用作飞机座舱部分（隔框等）的绝热隔音层，滑油管 （即润滑油管）的绝热层，作动筒中的防尘密封圈，滑油滤芯，起动车和航 空蓄电池的减震垫或保温套等。
一、陶瓷材料与纺织材料
2.纺织材料 （1）纺织材料的分类
1）天然纤维纺织材料 天然纤维纺织材料主要有棉布和亚麻布，也称为有机纤维材料。 2）人造纤维纺织材料 人造纤维纺织材料主要有玻璃纤维和热收缩的合成纤维。
一、陶瓷材料与纺织材料
2.纺织材料 （2）常用航空纺织材料及其特性
航空工程常用的纺织材料主要是有机纤维和合成纤维布两大类。有机纤 维和合成纤维都被用来制造覆盖飞机的蒙布。
1. 碳化硅陶 瓷 2. 碳化硼陶 瓷
1.金属陶瓷 2.纤维增强陶
瓷
7.光学陶瓷 4.氧化镁陶 瓷
8.磁性陶瓷 瓷
9.生物陶瓷
其他 硅酸盐 陶瓷
1.玻璃 2.铸石 3.水泥 4.耐火材
料
一、陶瓷材料与纺织材料
1.陶瓷材料 （2）陶瓷材料在航空工程中的应用
陶瓷可用于火箭排气堆中的热保护系统、航天飞机的隔热瓦、发动机部 件和嵌入飞机的挡风玻璃中的陶瓷涂层，这些涂层是透明的且导电，能保持 把雾和冰从玻璃上清除。陶瓷纤维能用作飞机和航天飞机的防火和隔热的保 护系统，因为它们耐热，重量轻且不腐蚀，此外，还具有高熔融温度，高回 弹性，高拉伸强度和化学惰性等其他优异性能。
1.绝缘材料 （2）绝缘材料在航空工程的应用
航空工程常用的绝缘材料可分为有机绝缘材料和无机绝缘材料两类。 1）有机绝缘材料 包括橡胶、塑料、绝缘树脂、绝缘清漆、蜡以及用这些有机物浸渍的纸、 线、布、绸等制成的绝缘物，都是有机绝缘材料。 包卷导线用的棉纱和丝线，制造绝缘层时用的纸、棉布和绸等，都是绝 缘性差、容易吸湿、不耐温但容易缠绕的材料。为了减少吸湿，提高绝缘性 能，将棉纱和丝线、纸、棉布、绸用绝缘树脂、绝缘清漆浸渍，便可以获得 很好的绝缘效果。
第六章 飞机结构中非金属材料的应用
学要种类和作用； [2] 了解陶瓷材料、纺织材料的性能特点和应用； [3] 了解绝缘材料、绝热材料的性能特点和应用； [4] 了解密封材料、表面涂料的性能特点和应用。
➢ 技能目标 [1] 能根据不同的应用场景及工艺要求合理选用材料。
1.密封材料
（2）密封材料的分类 2）密封垫 ⑤复合垫 飞机上常用的复合垫有铜包石棉垫和涂胶铜丝石棉垫两种。铜包石棉垫
是用两层薄铜片，中间夹以石棉压制而成的。它能耐高温、高压，多用在高 温零件结合处。如用作喷气式发动机燃烧室传焰管和活塞式发动机排气管、 电嘴等零件的密封垫。
涂胶铜丝石棉垫，是由纯铜丝或黄铜丝与石棉线织成的布，经橡胶及石 墨处理后制成的。用来密封工作在150℃以下零件结合处。
二、绝缘材料与绝热材料
1.绝缘材料 （2）绝缘材料在航空工程的应用
航空工程常用的绝缘材料可分为有机绝缘材料和无机绝缘材料两类。 2）无机绝缘材料 无机绝缘材料，也就是矿物电介质。常用的有瓷、云母和云母层合胶片 等。 ①瓷 用作绝缘材料的瓷是由粘土、长石和石英等原料，按一定比例配制成瓷 泥，经模型或手工成型后，再经干燥、烧制和上釉等工序制成。 瓷的优点是：很高的绝缘性，硬度高，电压击穿强度高，不吸湿，耐热 性和化学稳定性好，抗压强度大，价格低廉等。 瓷的缺点是：比重大，质脆，受力时不易产生塑性变形，急剧受热时容 易开裂。
二、绝缘材料与绝热材料
1.绝缘材料 （1）对绝缘材料的要求
2）最小的吸湿性 绝缘材料受潮后，会使表面电阻系数和体积电阻系数降低，漏过的电流 数量增加，从而影响绝缘性能。 3）其它性能要求 绝缘材料还应具有一定的耐温性能、一定的机械强度、良好的化学稳定 性，容易加工和紧固，比重小、价格低廉等特点。
二、绝缘材料与绝热材料
三、密封材料与表面涂料
1.密封材料
（1）对密封材料的要求 密封材料应具有良好的密封性，足够的强度，足够的耐汽油和滑油性，
具有较大的工作适应范围，具有重复使用的可能性和低廉的价格，还应具有 吸水性和防腐蚀性能。
（2）密封材料的分类 按产品形态分，飞机上常用的密封材料有密封胶、密封垫、密封腻子、
密封圈和刮圈（片）几类。
二、绝缘材料与绝热材料
1.绝缘材料 （2）绝缘材料在航空工程的应用
航空工程常用的绝缘材料可分为有机绝缘材料和无机绝缘材料两类。 2）无机绝缘材料 ②云母 云母是层片状矿物，能分裂成薄而柔软的片。云母的主要特点是绝缘性 能好，不吸湿，耐热性好（1200~1500℃时才熔化），化学稳定性好。飞机 上用来制作航空发动机的电嘴、高频率电容器、真空管等零件。 ③云母层合胶片 云母层合胶片是采用云母和醇酸清漆胶合而成。耐热的云母层合胶片是 用水玻璃胶合而成，工作温度范围可达600~700℃，具有云母的优点，但击 穿电压强度较低。飞机上主要用来制作垫圈、垫片、直流电发生器中整流片 绝缘物、电热设备的绝缘物等。
三、密封材料与表面涂料
1.密封材料
（2）密封材料的分类 2）密封垫 飞机上常用的密封垫材料有金属、非金属和复合材料，非金属垫又分橡
皮垫、橡胶石棉垫和纤维垫等。 ①金属垫 金属垫是用塑性较好的金属制成的，常用的有纯铜垫、黄铜垫、纯铅垫、
硬铝垫、软钢垫等。金属垫与其它密封垫相比，有较大的强度和塑性，其中 软钢垫和硬铝垫强度更大，但密封受力时变形量较小，这类垫主要用于结合 面受力较大的附件上。
钢纸垫是将棉织品碎屑经氯化锌溶液处理后制成的。它具有良好的抗油 性，一定的弹性和绝缘性，缺点是容易吸收水分。
钢纸板分硬纸板和软纸板两类。硬钢纸板较光亮，无油渍，主要用作飞 机冷气系统的密封。软钢纸板为深褐色，无光泽，有浓厚的油渍（用蓖麻油 和甘油浸润过），主要用于燃油、滑油和液压等系统的密封垫。
三、密封材料与表面涂料
二、绝缘材料与绝热材料
2.绝热材料
飞机上常用的绝热材料有毡、絮垫、石棉、水玻璃等。 （2）絮垫 絮垫是在松软的纤细层两面包覆棉布或玻璃布缝合制成的。根据所用的 纤维层不同，可分为以下几种： 3）尼龙絮垫 它的纤维层为尼龙纤维，其特点是吸湿性小。多用在易吸湿而又难以维 护的结构部分。 4）玻璃絮垫 它的纤维层为玻璃纤维，其特点是耐热性高。主要用作高温零件的绝热、 隔音材料。
垫。不耐油的橡胶石棉垫再根据使用温度和压力不同，分为高压、中压和低 压三种。
橡胶石棉垫的主要缺点是脆性较大，弯曲时容易折断，故在拆装这种垫 子时应加以注意。
三、密封材料与表面涂料
1.密封材料
（2）密封材料的分类 2）密封垫 ④纤维垫 飞机上常用的纤维垫有纸垫和钢纸垫两类。纸垫是用甘油和蓖麻油或动
物胶浸润过的纸板制成的。这类垫的抗油性好，常用作燃油、滑油、液压等 系统的密封垫。缺点是能吸收水分，吸水后对金属有腐蚀作用，故不宜用作 防水垫子。
学习目标
➢ 素质目标 [1] 具有自主学习的态度； [2] 具备创新意识； [3] 具有航空报国的爱国精怀。
主要内容
一、陶瓷材料与纺织材料 二、绝缘材料与绝热材料 三、密封材料与表面涂料
一、陶瓷材料与纺织材料
1.陶瓷材料 （1）陶瓷材料的分类
普通陶瓷 （传统陶
瓷）
1.日用陶瓷 2.建筑陶瓷 3.绝缘陶瓷 4.化工陶瓷 （耐酸陶 瓷） 5.多孔陶瓷 （隔热保 温）
用丁腈橡胶和聚硫橡胶等制成的橡皮垫，抗油性好，通常用作燃油、滑油、 液压系统的密封垫。注意各系统的橡皮垫不能随便代替。
三、密封材料与表面涂料
1.密封材料
（2）密封材料的分类 2）密封垫 ③橡胶石棉垫 橡胶石棉垫是以橡胶、石棉等材料混合后经硫化处理而制成的，根据使
用的橡胶不同，分为耐油和不耐油两种。 耐油橡胶石棉垫是用丁腈橡胶制成的，主要用作燃油、滑油系统的密封
二、绝缘材料与绝热材料
1.绝缘材料 （1）对绝缘材料的要求
1）具有高的绝缘性 材料的绝缘性用表面电阻系数、体积电阻系数和电压击穿强度等指标来 表示。理想的绝缘材料不会发生漏电现象，但实际上都会漏过一些电流，而 漏过电流数量的多少由绝缘材料的电阻系数大小而决定。 电压击穿强度，是绝缘材料在试验条件下被击穿时所需的电位强度。绝 缘材料在被击穿的顷刻间，电阻显著降低，发生短路，甚至被烧化、烧焦或 着火，导线和设备被击坏。
1）棉布 A级棉布是一种由高级长纤维棉织成的，且经过丝光处理的4盎司／码2 蒙布。经过压光以减少厚度，并压平绒毛使其表面光滑。 2）涤纶布 涤纶是一种很光滑的单丝聚脂纤维，它是由二甲苯盐酸和乙二酸冷凝而 成的。可用来代替A级棉布制作飞机蒙布。 3）玻璃布 玻璃布或玻璃纤维布是由拉制的细玻璃丝制成的。玻璃布的特点是：不 受潮湿、霉、化学试剂或酸的影响，而且耐火性能良好。
二、绝缘材料与绝热材料
2.绝热材料
飞机上常用的绝热材料有毡、絮垫、石棉、水玻璃等。 （4）水玻璃 水玻璃是硅酸钠的水溶液，为暗灰色粘性半透明的液体。涂在零件上后 能形成坚硬的玻璃状薄膜。水玻璃粘结力很强，不燃烧并能隔热。它呈碱性 特征，对金属有腐蚀作用。水玻璃在飞机上常用来涂在经过石棉或毡缠绕的 导管和电缆等的表面，起胶合、保温、隔热等作用。
二、绝缘材料与绝热材料
2.绝热材料
飞机上常用的绝热材料有毡、絮垫、石棉、水玻璃等。 （3）石棉 石棉是一种矿物纤维，可以纺织成石棉线、石棉带、石棉绳、石棉布， 也可制成石棉纸、石棉板等。 石棉不燃烧，有很好的耐热性，熔点约为1500℃。石棉工作温度范围为 600~800℃，是良好的隔热材料。它还有很好的抗酸碱性和较小的吸湿性。 缺点是强度较小，质脆易断。 石棉制品在飞机上主要用作喷气式发动机隔热盘的绝热层，延伸管处的 隔热层及发动机附近受高温影响的导管、导线和绝热层等。
三、密封材料与表面涂料
1.密封材料
（2）密封材料的分类 2）密封垫 飞机上常用的密封垫材料有金属、非金属和复合材料，非金属垫又分橡
皮垫、橡胶石棉垫和纤维垫等。 ②橡皮垫 橡皮垫是在橡胶中加入各种配合剂再经硫化处理后制成的。不同橡胶制
成的橡皮垫，其性能和用途也不完全相同。 用天然橡胶制成的橡皮垫，抗油性差，通常用作防止漏气、漏水的垫子；
表 6-1 陶瓷材料的分类
特种陶瓷（近代陶瓷、现代陶瓷、工程陶瓷）
按化学成分分类
按性能分类 氧化物陶 氮化物陶瓷 碳化物陶瓷
瓷
复合陶瓷
1.高温陶瓷
2.高强度陶 1.氧化铝陶
瓷
瓷
1.氮化硅陶
3.耐磨陶瓷 4.耐酸陶瓷 5.压电陶瓷 6.电介陶瓷
2.氧化铍陶 瓷 3.氧化锆陶 瓷
瓷 2.氮化硼陶 瓷 3.氮化铝陶
三、密封材料与表面涂料
1.密封材料
（2）密封材料的分类 3）密封腻子 飞机上常用的密封腻子是牌号为JLYZll 的座舱密封腻子。它是以聚硫橡
胶为主，并加入石棉和白垩等制成的。这种密封腻子有良好塑性，能长期保 持原有成分的物理、机械性质，不易干燥，对镁合金有腐蚀作用。主要用来 密封飞机座舱玻璃与铝合金框架的结合处。也可用来封严飞机上管路等的间 隙和孔洞，以防止油液、水分或气体等渗入或泄漏。