航空航天领域先进复合材料制造技术进展

合集下载

先进复合材料在航空航天领域的应用..

先进复合材料在航空航天领域的应用..

演讲人:王美玉
谢谢
由于 C F R P明显减重以及在使用中不会因疲劳或 腐蚀受损,大大减少了油耗和排放,燃油的经济性比 其直接竞争机型低1 3%左右,降低了运营成本,每 英里成本比目前效率最高的飞机低 15%~20% , 成 为第1个每位乘客每百公里耗油少于3 L的远程客机。 2)波音公司的B787飞机,又称为“ 梦想客机” ,除 了采用新型的发动机和创新的流线型机翼设计外, 在 其主体结构( 包括机翼和机身) 上大量采用先进的复 合材料,先进复合材料在 B787的用量高达 50% 。
2、先进复合材料在军用飞机上的应用
先进复合材料在军用飞机上应用3 0多年来, 已经从最 初的非承力构件发展到应用于次承力和主承力构件, 如 垂直尾翼、 水平安定面、 方向舵、 前机身和机翼蒙皮等。 1)欧洲的 A400M 属于新一代大 型军用运输机, 在材料应用技术上有了新的飞跃, 主 要表现为先进复合材料占结构质量的3 5%~4 0% 。 在 A400M 运输机上, 特别值得提出的是复合材料 机翼, 碳纤维复合材料占机翼结构质量比例高达8 5% , 开创了使用复合材料为主要材料制造大型运输机机翼的先 例。
一些先进树脂基复合材料具有比较好的雷达传输和介电 透射特性,当雷达波透射到这些树脂基复合材料时,不 容易形成爬行的电磁波, 因此也被用做隐身材料。
3、在固体火箭上的应用
固体火箭发动机是当今各种导弹武器的主要动力装置,计 算结果表明, 固体火箭一、 二、 三级发动机结构质量每 减轻1kg, 导弹射程相应地增加 0.6、3、16km 左右, 所 以对壳体特别是末级发动机壳体进行结构减重是战略导弹 总体设计师孜孜以求的目标, 而达到目标最重要的技术 途径之一就是采用先进的材料。 采用碳纤维复合材料将大大减轻火箭和导弹的惰性质 量, 既减轻发射质量,又可节省发射费用或携带更重的 弹头或增加有效射程和落点精度。20世纪60年代初,开 始采用纤维缠绕成型的玻璃钢壳体取代钢壳, 如美国的 潜地导弹“ 北极星 A-3 ” 发动机玻璃钢壳体质量比“ A -1” 的合金钢减轻了60% ,成本降低了66% 。

2024年全球航空航天技术的进展与突破

2024年全球航空航天技术的进展与突破

太空旅游:成功发射商业太空飞船,并成功将游客送入太空
卫星通信技术的突破:提高通信速度,降低通信成本
卫星探测技术的突破:深入探索宇宙,获取更多科学数据
卫星遥感技术的突破:提高图像分辨率,增强监测能力
卫星导航技术的突破:提高定位精度,拓展应用领域
2024年全球月球探测任务数量创历史新高
各国在月球南极地区展开激烈竞争
商业月球探测成为新的热点,多家公司宣布月球探测计划
月球资源开发成为新的研究方向,如水资源、矿产资源等
国际空间站(ISS)是国际合作建设的空间站,由多个国家共同参与
ISS的合作模式为国际航天合作提供了新的思路和模式
ISS的合作成果包括各种科学研究成果和空间技术突破
ISS的主要任务是进行科学研究、技术验证和空间探索
激发创新精神:航空航天技术的发展激发了人们的创新精神和探索欲望
塑造国家形象:航空航天技术的发展有助于塑造国家的科技形象和国际地位
推动科幻文学和电影的发展:航空航天技术的发展为科幻文学和电影的创作提供了丰富的素材和灵感
提供更多的实践机会和实习岗位
激发学生对航空航天的兴趣和热情
推动航空航天相关专业的发展
航空航天技术的未来展望
人工智能和机器学习在航空航天领域的应用
国际合作在航空航天技术发展中的作用
太空资源和能源的开发和利用
高速飞行器和高超音速飞行技术的发展
航天器自主导航和自主控制技术的发展
太空旅游和商业航天的发展
技术挑战:新型材料、新能源、人工智能等技术的研发和应用
市场机遇:全球航空航天市场的不断扩大,对先进技术的需求日益增长
复合材料的发展趋势:更高性能、更低成本、更环保
复合材料的回收再利用:环保、节能、经济

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

1、高强度、高刚度
先进复合材料具有高强度、高刚度的特点,能够承受较大的载荷,并保持结 构的稳定性。
2、重量轻
先进复合材料的密度较低,相较于传统金属材料,其重量轻可达50%-70%。
3、耐腐蚀性强
先进复合材料具有较好的耐腐蚀性,可以在各种恶劣环境中长期使用。
4、可设计性强
先进复合材料可以通过不同的工艺和组合方式,实现各种不同性能和功能的 材料设计。
航空航天先进复合材料研究现 状及发展趋势
目录
01 一、走进航空航天复 合材料
02 二、航空航天先进复 合材料的研究现状
03 三、航空航天先进复 合材料的发展趋势
04 四、总结
05 参考内容
随着航空航天技术的飞速发展,对材料的要求也日益苛刻。作为一种新兴的 材料,先进复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛。本次演示将介绍航空航 天先进复合材料的研究现状及其发展趋势。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、智能化
未来先进复合材料将朝着智能化方向发展,实现材料的自我感知、自我修复、 自我控制等智能化功能,提高材料的使用效率和安全性。
4、广泛应用化
随着先进复合材料制备技术的不断完善和成本的逐渐降低,未来先进复合材 料将广泛应用于各种领域,包括航空、航天、汽车、船舶、电力、医疗等。
四、结论
先进复合材料作为一种新兴的材料,具有高强度、高刚度、重量轻、耐腐蚀 性强和可设计性强等特点,在航空航天领域有着广泛的应用前景。未来,随着科 技的不断发展和技术的不断完善,先进复合材料将朝着高性能化、绿色环保化、 智能化和广泛应用化方向发展。相信在不久的将来,先进复合材料将在航空航天 领域发挥更大的作用,推动航空航天事业的不断发展。
4.跨领域合作与交流

先进复合材料在航空航天中的应用及发展

先进复合材料在航空航天中的应用及发展

摘要:21世纪是新型材料为物质根底的时代。

各种高分子材料以它优异的性能在各种方面领域有广泛的应用。

在飞机制造工业中,由于高分子材料的使用,飞机本身的质量的减轻性能更加稳定的同时也减少了能源的消耗。

本文主要是列举了几种常见的高分子材料在飞机上的应用。

关键词:航空航天;国防1. 前言材料是人们生活和生产必须的物质根底。

也是人类进化的重要里程碑。

材料科学主要研究材料的成分、分子或原子机构、微观与宏观组织以与加工制造工艺和性能之间的关系。

它是一门边缘新科学,主要一固态物理和固态化学、晶体学、热力学等位根底,结合冶金化工与各种高新科技术来探讨材料在规律和应用。

材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。

但并不是所有物质都可称为材料,如燃料和化工原料、工业化学品、食物和药品等,一般都不算作材料。

2.材料可按多种方法进展分类。

按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。

按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。

实际应用中又常分为结构材料和功能材料。

结构材料是以力学性质为根底,用以制造以受力为主的构件。

结构材料也有物理性质或化学性质的要求,如光泽、热导率、抗辐照能力、抗氧化、抗腐蚀能力等,根据材料用途不同,对性能的要求也不一样。

功能材料主要是利用物质的物理、化学性质或生物现象等对外界变化产生的不同反响而制成的一类材料。

如半导体材料、超导材料、光电子材料、磁性材料等。

材料是人类赖以生存和开展的物质根底。

20世纪70年代,人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。

80年代,随着高技术群的兴起,又把新材料与信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。

现代社会,材料已成为国民经济建立、国防建立和人民生活的重要组成局部。

3.材料的开展简史人类社会的开展历程,是以材料为主要标志的。

100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。

1万年以前,人类对石器进展加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。

航空航天探索航空航天工程中的先进材料与制造技术

航空航天探索航空航天工程中的先进材料与制造技术

航空航天探索航空航天工程中的先进材料与制造技术航空航天行业一直在不断探索先进材料与制造技术,以追求更高的飞行速度、更大的载荷能力和更可靠的飞行安全。

本文将介绍一些重要的先进材料和制造技术在航空航天工程中的应用,并展望未来的发展趋势。

一、先进材料在航空航天工程中的应用1. 高温合金材料高温合金材料是航空航天工程中至关重要的材料之一。

它们具有出色的耐热性和耐腐蚀性,能够承受极高温度和压力环境下的工作条件。

在喷气发动机中,高温合金材料被广泛用于涡轮叶片和燃烧室等部件,以提高发动机的效率和性能。

2. 复合材料复合材料由两种或多种不同类型的材料组成,具有优越的轻量化和耐用性能。

航空航天工程中广泛应用的一种复合材料是碳纤维增强复合材料。

它的强度比钢高,重量却轻很多。

在飞机的机身、翼面和垂直尾翼等部件中,碳纤维复合材料的使用可以显著减轻重量,提高燃油效率和飞行性能。

3. 陶瓷材料陶瓷材料具有不可比拟的高刚性、高耐热性和耐腐蚀性能,因此在航空航天工程中得到广泛应用。

陶瓷热屏蔽材料用于航天器再入大气层过程中能够有效隔热,降低高温对航天器结构的影响。

此外,陶瓷用于制造陶瓷基复合材料,用于制造航天器的结构件和发动机部件,以提高其耐用性和性能。

二、先进制造技术在航空航天工程中的应用1. 三维打印技术三维打印技术(Additive Manufacturing)是一种以逐层逐点方式制造零件的技术。

在航空航天工程中,三维打印技术被广泛应用于制造复杂形状零件和减少零件的组装次数。

通过三维打印,可以生产出轻量化且具有很高强度的零部件,同时能够大幅缩短生产周期。

2. 激光焊接技术激光焊接技术是一种高能量密度的焊接方法,在航空航天工程中有着重要的应用。

激光焊接方法可以实现高精度、高效率的焊接,能够在焊接过程中减少变形和应力集中。

在飞机结构的拼接过程中,激光焊接技术可以提供更高的连接强度和更好的质量控制。

3. 超声波检测技术超声波检测技术主要用于航空航天工程中零件的质量检测和缺陷检测。

轻质高强复合材料在航空航天中的应用与前景

轻质高强复合材料在航空航天中的应用与前景

轻质高强复合材料在航空航天中的应用与前景在现代的航空航天领域,材料科学的发展对于先进飞行器的设计和制造起着至关重要的作用。

其中,复合材料以其承载性能优异、重量轻、抗腐蚀性好等特点在航空航天工业中得到了广泛应用。

1. 复合材料的优势复合材料由两种或两种以上的材料组成,这些材料在物理和化学上有着不同的性质,但是它们能够有机地结合在一起,形成一种新的材料。

相比于传统的金属材料,复合材料有如下的优势:1.1 轻量化复合材料由纤维增强体和基体组成,其中纤维增强体通常选用高强度、高模量的材料,如碳纤维、玻璃纤维等。

这些纤维在基体中分布均匀,形成一些微小的单元,这使得复合材料的重量比同等尺寸的金属材料轻很多,因此在航天器制造中扮演着重要的角色。

1.2 高强度复合材料的强度高于传统的金属材料。

因为在一定的负荷作用下,纤维增强体负责承受主要的拉伸应力,而基体则承担剪切和压缩的应力,这使得复合材料的承载能力比较高。

1.3 抗腐蚀性在特殊的环境下,金属材料的使用会受到严重的腐蚀,而这种现象在复合材料中并不会出现,因为复合材料不易锈蚀,而且还可抵抗强酸、强碱等化学腐蚀。

2. 复合材料在航空航天中的应用在航空航天工业中,复合材料的应用从早期的机翼构造到现在的大型卫星电力推进系统、人造卫星载荷舱体等方面。

主要的应用领域包括飞机机身、发动机及航空电子装备等。

2.1 飞机机身目前,复合材料机身已经成为各大飞机生产厂商争相应用的方向。

它减少了氧化铝、钛合金等传统材料的使用,因此通过降低飞机的重量,极大地提高了飞机的燃油效率。

2.2 发动机在航空航天领域,发动机是复合材料很广泛的应用领域之一。

发动机的大量结构件都已经用复合材料代替传统材料,这些复合材料通常都是高温稳定型的,以满足高温和抗氧化特性等性能要求。

2.3 航空电子装备航空电子装备使用复合材料具有重要的战略意义,在航空航天电子中广泛应用的复合材料包括碳纤维增强树脂基复合材料等。

难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用

难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用

难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用难熔金属基复合材料是一种具有优越性能的先进材料,广泛应用于航空航天领域。

它由金属基体和另一种或多种添加剂组成,通过粉末冶金等制备工艺得到。

难熔金属基复合材料具有高强度、高温性能、抗腐蚀性和优异的耐磨性等优点,因此在航空航天领域具有重要的应用前景。

首先,难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用可以提高飞机的性能和安全性。

该材料的高强度和耐磨性使得它可以替代传统材料,如钢和铝合金,在飞机的结构件和发动机部件等关键部位使用。

这不仅可以减轻飞机的重量,提高飞行速度和燃油效率,还可以增加飞机的耐久性和抗腐蚀性,从而提高了航空器的整体性能,确保了航空安全。

其次,难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用可以扩展空间探索的可能性。

航天器经历极端的温度变化、高速冲击和辐射等严酷的环境条件,因此需要具备卓越的耐热、耐腐蚀和抗辐射能力。

难熔金属基复合材料因其独特的性能,在航天器的结构件、热防护系统和燃烧室等关键部位得到广泛应用。

这种材料能够承受极高的温度和压力,具备良好的抗氧化和隔热性能,从而保证了航天器在极端环境下的稳定运行和安全返回。

除此之外,难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用还可以提高航空发动机的性能。

航空发动机承受着高温和高压的工作环境,因此需要具备耐高温、耐磨性和抗腐蚀性能。

难熔金属基复合材料的优异性能使它成为理想的航空发动机材料。

除了可以用于制造发动机叶片、涡轮和燃烧室等部件外,还可以用于制造发动机的喷嘴和转子翼等关键部件。

这种材料的应用可以提高发动机的热效率和推力,减少燃料消耗,从而促进航空产业的可持续发展。

此外,难熔金属基复合材料在航空航天领域的应用还具有良好的可加工性。

航空航天领域对材料的可加工性有较高的要求,需要能够进行切削、钻孔、焊接和组装等工艺操作。

难熔金属基复合材料可以通过粉末冶金、铸造和热加工等工艺生产,具备良好的可塑性和可加工性,使得它能够适应不同形状和规格的零部件制造需求。

POSS/聚合物复合材料的研究进展

POSS/聚合物复合材料的研究进展

POSS/聚合物复合材料的研究进展聚合物复合材料是一种由聚合物基体和强化剂组成的新型材料,具有优越的物理力学性能和化学性能。

近年来,聚合物复合材料在航空航天、汽车、电子、建筑等领域得到了广泛的应用。

本文将对聚合物复合材料的研究进展进行综述。

首先,聚合物复合材料的强化剂是其中关键的组成部分。

常见的强化剂包括纤维、颗粒和纳米粒子等。

纤维强化剂主要包括碳纤维、玻璃纤维和有机纤维等,具有高强度、高模量和低密度的特点。

纳米粒子强化剂具有尺寸效应和界面效应,可以显著改善复合材料的强度和刚度。

此外,还有一些新型的强化剂如石墨烯、纳米纤维和纳米管等,具有更好的性能。

其次,聚合物复合材料的制备方法也得到了不断的改进和发展。

传统的制备方法包括手工层叠法和注塑成型法等,这些方法制备的复合材料具有较低的成型一致性和力学性能。

近年来,采用自动化生产线和数控加工等先进技术制备的聚合物复合材料已经成为研究的热点。

此外,还有一些新型的制备方法如炭化聚合物泡沫法、螺旋填充法和等离子体改性法等,可以制备出具有更好性能的复合材料。

聚合物复合材料的性能研究是该领域中的重要方向之一、复合材料的力学性能、热学性能、电学性能和阻燃性能等都是研究的重点。

通过调整复合材料的配方和改变制备工艺,可以改善复合材料的性能。

此外,还可以通过添加填料、添加剂和改变界面处理等方式来提高复合材料的性能。

最后,聚合物复合材料的应用领域也在不断扩大。

目前,聚合物复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑和电子等领域。

在航空航天领域,聚合物复合材料可以用于制造飞机结构件和航天器零部件,以减轻重量和提高耐久性。

在汽车领域,聚合物复合材料可以用于制造车身外壳和底盘结构件,以提高安全性和燃油经济性。

综上所述,聚合物复合材料的研究进展涵盖了强化剂、制备方法、性能研究和应用领域等方面。

聚合物复合材料作为一种轻量化、高强度和多功能的新型材料,具有广阔的发展前景。

未来的研究应该聚焦于探索新型强化剂、制备方法和改进性能的途径,以满足不同领域对复合材料的需求。

复合材料在航空航天领域的应用与发展

复合材料在航空航天领域的应用与发展

复合材料在航空航天领域的应用与发展航空航天领域一直是科技发展的前沿领域之一,为了满足航空器和航天器对结构材料的高强度、轻量化、高温耐久性等要求,复合材料在航空航天领域中得到了广泛的应用和发展。

本文将探讨复合材料在航空航天领域中的应用以及有关的发展趋势。

首先,复合材料在航空领域中的应用已经成为航空器结构设计中的重要组成部分。

与传统金属材料相比,复合材料具有重量轻、强度高、抗腐蚀性能好等优点,使得其成为航空领域中的理想选择。

例如,复合材料可以用于制造飞机机身、机翼和尾翼等结构件,以减轻整体重量并提高机身的稳定性和气动性能。

同时,复合材料还可以用于制造飞行器的隔离罩、发动机罩和燃料储存系统等关键部件,以提高其耐高温和抗腐蚀能力。

其次,复合材料在航天领域中的应用也不断扩大与深化。

航天器一直是人类探索宇宙的重要工具,而复合材料的应用则在提高载荷能力、提升耐受极端环境能力方面发挥着重要作用。

例如,复合材料可以用于制造航天器的热防护板,以保护航天器免受大气层再入期间的高温和高速冲击。

此外,复合材料还可以用于制造卫星的外壳、反射天线和太阳能电池板等部件,以提高卫星的稳定性和运行效率。

除了在航空器和航天器的结构应用中,复合材料还在航空航天领域的其他方面有广泛的应用。

例如,复合材料可以用于制造燃料系统和推进系统中的储存和传输部件,以提高燃料的效率和安全性。

此外,复合材料的电磁性能优越,可以用于制造雷达罩和电磁干扰措施系统等电子设备。

此外,复合材料还可以用于制造航空航天器的装饰件和内饰件,以满足航天器外观的美观要求。

在复合材料在航空航天领域的应用发展过程中,一些潜在的挑战和问题也需关注。

首先,复合材料的制造技术和工艺需要高度的控制和专业知识,制造和维修成本较高。

其次,复合材料的可靠性和耐久性需要进一步验证和研究,确保在严苛的环境中长时间的使用。

另外,复合材料的再生和回收问题也需要解决,以降低材料的环境影响和资源浪费。

复合材料在航空航天领域的应用

复合材料在航空航天领域的应用

复合材料在航空航天领域的应用航空航天领域一直是人类探索未知、追求进步的前沿阵地,而复合材料的出现和应用则为这个领域带来了革命性的变化。

复合材料具有优异的性能,如高强度、高刚度、低密度、耐腐蚀等,使其成为航空航天领域中不可或缺的重要材料。

复合材料在飞机结构中的应用十分广泛。

飞机的机身、机翼、尾翼等主要结构部件都可以采用复合材料制造。

以机身为例,使用复合材料可以显著减轻飞机的重量,从而降低燃油消耗,提高飞行效率。

例如,波音 787 客机的机身结构中有大约 50%使用了复合材料,这使得飞机在重量上相比传统金属结构的飞机有了大幅降低。

机翼是飞机产生升力的关键部件,复合材料的高强度和高刚度特性能够满足机翼在复杂受力情况下的要求,同时还能减轻重量,提高飞机的载重能力和飞行性能。

在航天领域,复合材料同样发挥着重要作用。

航天器在发射和运行过程中要承受极端的温度、压力和辐射环境,对材料的性能要求极高。

复合材料的耐高温、耐腐蚀和高强度等特性使其成为制造航天器结构的理想选择。

比如,火箭的外壳和发动机部件常常采用复合材料制造。

复合材料能够承受火箭发射时的高温和巨大的推力,保证火箭的结构完整性和可靠性。

复合材料在航空航天领域的应用还体现在飞行器的内饰和零部件上。

飞机的座椅、行李架、控制面板等内饰部件使用复合材料可以减轻重量,提高舒适度和安全性。

在零部件方面,复合材料制成的螺栓、螺母、垫片等具有重量轻、强度高、耐腐蚀的优点,能够提高飞行器的整体性能和可靠性。

除了结构方面的应用,复合材料在航空航天领域的功能应用也日益重要。

例如,复合材料可以用于制造雷达罩,其良好的电性能可以保证雷达信号的传输和接收不受干扰。

此外,复合材料还可以用于制造隔热材料,保护飞行器在高温环境下的设备和人员安全。

然而,复合材料在航空航天领域的应用也面临一些挑战。

首先是成本问题,复合材料的制造工艺相对复杂,原材料价格较高,导致其成本相对传统金属材料较高。

这在一定程度上限制了复合材料在一些对成本敏感的项目中的应用。

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究

新型复合材料在飞行器制造中的应用研究在现代航空航天领域,飞行器的性能和质量要求不断提高,新型复合材料因其出色的性能特点,在飞行器制造中扮演着日益重要的角色。

这些材料不仅能够减轻飞行器的重量,提高燃油效率,还能增强结构强度和耐久性,为飞行器的设计和制造带来了全新的可能性。

一、新型复合材料的种类及特点1、碳纤维增强复合材料(CFRP)碳纤维增强复合材料是由碳纤维与树脂基体复合而成。

碳纤维具有高强度、高模量的特点,而树脂基体则提供了良好的韧性和耐腐蚀性。

CFRP 的比强度和比模量远高于传统金属材料,使其在减轻飞行器结构重量方面表现出色。

同时,它还具有良好的抗疲劳性能和抗腐蚀性能,能够延长飞行器的使用寿命。

2、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)玻璃纤维增强复合材料由玻璃纤维和树脂基体组成。

虽然其性能不如碳纤维增强复合材料,但具有成本较低、加工性能好等优点。

在一些对性能要求不是特别高的飞行器部件中,如非承力结构件、内饰件等,GFRP 得到了广泛应用。

3、芳纶纤维增强复合材料(AFRP)芳纶纤维具有优异的抗冲击性能和耐高温性能,与树脂基体复合后形成的 AFRP 在防弹、抗冲击防护等方面具有独特的优势。

在飞行器制造中,AFRP 常用于制造飞机的舱门、机翼前缘等部位,以提高飞行器的抗冲击能力和安全性。

4、陶瓷基复合材料(CMC)陶瓷基复合材料具有耐高温、高强度、抗氧化等优异性能,适用于飞行器的高温部件,如发动机热端部件、燃烧室等。

CMC 能够承受高温燃气的冲刷和腐蚀,提高发动机的工作效率和可靠性。

二、新型复合材料在飞行器结构中的应用1、机翼和机身结构新型复合材料在机翼和机身结构中的应用可以显著减轻重量,提高结构效率。

例如,波音 787 客机的机身结构大量采用了 CFRP,其重量比传统铝合金机身减轻了 20%左右,大大降低了燃油消耗。

同时,复合材料的可设计性使得机翼和机身的气动外形能够得到更精确的优化,提高了飞行器的飞行性能。

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。


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。

复合材料在航空航天领域的研究现状

复合材料在航空航天领域的研究现状

复合材料在航空航天领域的研究现状在当今的航空航天领域,复合材料凭借其优异的性能,已经成为不可或缺的重要材料。

它们的应用不仅减轻了飞行器的重量,提高了飞行性能,还为航空航天技术的发展带来了新的突破。

复合材料具有许多独特的性能优势。

首先,它们具有高强度和高刚度,相比传统金属材料,能够在相同重量下提供更出色的力学性能。

这对于减轻飞行器的结构重量,提高燃油效率和飞行里程具有重要意义。

其次,复合材料具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能,能够在恶劣的环境条件下保持稳定的性能。

再者,它们还具有良好的可设计性,可以根据不同的需求定制出具有特定性能的材料。

在航空领域,复合材料的应用范围越来越广泛。

飞机的机身、机翼、尾翼等主要结构部件都开始大量采用复合材料。

例如,波音 787 飞机的机身结构中,复合材料的使用比例高达 50%以上。

这不仅减轻了飞机的重量,还降低了运营成本,提高了飞机的经济性和环保性能。

在机翼方面,复合材料的应用可以改善机翼的气动性能,减少阻力,提高飞行效率。

此外,飞机的内饰部件,如座椅、行李架等也逐渐采用复合材料,以减轻重量和提高舒适性。

在航天领域,复合材料同样发挥着重要作用。

航天器在太空环境中面临着极端的温度、辐射和真空等条件,对材料的性能要求极高。

复合材料的耐高温、耐辐射和轻质高强等特性使其成为制造航天器结构的理想材料。

例如,卫星的天线、太阳能电池板支架等部件通常采用复合材料制造。

在火箭领域,复合材料用于制造火箭的发动机壳体、喷管等关键部件,能够提高火箭的推力和可靠性。

然而,复合材料在航空航天领域的应用也面临着一些挑战。

首先,复合材料的成本相对较高,这限制了其在一些领域的广泛应用。

为了降低成本,需要不断改进生产工艺和提高生产效率。

其次,复合材料的损伤检测和修复技术还不够成熟。

由于复合材料的结构复杂,一旦出现损伤,检测和修复难度较大。

因此,需要发展更加有效的检测手段和修复技术,以确保飞行器的安全运行。

再者,复合材料的性能在长期使用过程中可能会发生变化,例如老化、疲劳等。

波音公司的航空材料与技术研究

波音公司的航空材料与技术研究

波音公司的航空材料与技术研究波音公司一直致力于航空领域的创新,并在航空材料与技术研究方面取得了重要进展。

本文将探讨波音公司在航空材料与技术研究领域的一些重要成果和应用。

一、先进复合材料技术波音公司在航空材料研究中取得了突破性的进展,其中一项重要的技术是先进复合材料的开发与应用。

先进复合材料是由多种不同材料的组合而成,具有轻量化、高强度、耐腐蚀和防火等特性。

波音公司利用这些复合材料研制出了一系列的先进飞机机体结构和零部件,如波音787梦想飞机的机翼和机身。

这些先进复合材料的应用使得飞机整体重量减轻、燃料效率提高,同时增强了飞机的安全性能。

二、先进涂层技术除了复合材料,波音公司在航空材料研究中还借鉴了先进涂层技术。

涂层技术可以为航空材料提供额外的保护,延长其使用寿命。

波音公司研发出了一系列的先进涂层材料,用于保护飞机结构和零部件免受腐蚀、磨损和高温等环境的影响。

这些涂层不仅可以提高飞机的耐用性,还可以减少维护成本和提高运行效率。

三、先进传感器技术为了提高航空材料的安全性和性能监测能力,波音公司还研究并应用了先进传感器技术。

这些传感器可以实时监测材料的应力、变形、疲劳等性能指标,并及时反馈给飞机操作员和维修人员。

借助这些传感器,波音公司可以实时监测飞机结构的健康状况,及时发现潜在的问题并采取相应的维修措施,从而保证飞机的安全性和可靠性。

四、新一代航空材料的研发波音公司一直致力于研发新一代的航空材料,以满足未来航空业的需求。

其中之一是金属3D打印技术的应用。

金属3D打印技术可以在机组制造过程中直接构建复杂的金属零部件,减少材料浪费和能源消耗。

此外,波音公司还在探索新材料的应用,如先进聚合物材料和纳米材料等,以进一步提高航空材料的性能和效率。

总结起来,波音公司在航空材料与技术研究领域取得了令人瞩目的成就。

通过先进复合材料技术、先进涂层技术、先进传感器技术以及新一代航空材料的研发,波音公司不断推动航空工业的创新发展,为航空业带来更安全、更高效的解决方案。

先进树脂基复合材料制造技术进展

先进树脂基复合材料制造技术进展

先进树脂基复合材料制造技术进展摘要:先进的树脂基复合材料是一种新型材料,以有机聚合物材料为基体,以高性能连续纤维为增强材料,由复合技术制备,性能明显优于原组分。

目前,在航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括环氧、双马来酰亚胺和高性能连续纤维增强聚酰胺基复合材料。

先进的树脂基复合材料具有较高的强度和比模量、疲劳强度、耐腐蚀性、高的可设计性和便于在大面积内进行整体成型。

它们已成为铝合金、钛合金和钢材后最重要的航空结构材料之一,并已广泛应用于航空航天等领域。

关键词:树脂基复合材料;制造技术;模拟与优化技术;自动化制造;国家先进的树脂基复合材料制造技术经过30多年的发展,初步形成了一个先进的树脂基复合材料制造系统,其表现形式是热熔预浸料的制造、自成型和树脂转移技术(RTM),以及制备的先进树脂基复合材料在中得到广泛应用。

一、热压罐成型技术与数字化、自动化技术相结合热压罐成型技术的主要过程包括预浸料制备、切割、摊铺和固化。

热压罐成型技术的优点是:(1)纤维体积含量高;(2)质量稳定性好;(3)成型模具简单。

但热压罐成型工艺存在能耗高、设备投资成本高、零件尺寸受热压罐尺寸限制等问题。

20世纪60年代以来,我国热压罐成型技术有了很大发展,主要体现在热熔预浸料制备技术、预浸料铺切技术和数字化集成的建立,以及高韧性复合材料技术和复合材料结构集成技术的快速发展和广泛应用。

早期国产复合预浸料采用溶液法制造,由于有机溶剂的大量使用和生产的不连续,导致预浸料质量一致性差,生产效率低,污染严重。

20世纪90年代初以来,预浸料热熔制备技术得到发展,建立了热熔预浸料设备设计制造技术和预浸料热熔制备技术,实现了热熔预浸料的连续批量制造。

通过多层次增韧技术的发展,建立了高性能复合材料的增韧技术体系,开发出满足航空应用要求的高韧性环氧和高韧性双马来酰亚胺树脂基复合材料体系。

热压罐成型技术从最初以手工为主的铺切发展到与预浸料自动下料、激光辅助定位铺放等数字化技术相结合,提高了热压罐成型的技术水平,明显提高了预浸料的铺切精度,进一步提高了复合材料的制造效率和构件质量。

复合材料在航空航天领域的应用

复合材料在航空航天领域的应用

复合材料在航空航天领域的应用随着科技的不断发展,航空航天领域逐渐依赖于更为先进的材料以实现更加高效、安全的航空出行和宇宙探索。

近年来,复合材料逐渐成为这一领域中备受瞩目的材料,其特性使得它在航空航天领域中有着广泛的应用。

1. 复合材料在飞机中的应用复合材料作为一种可以强化或替代现有材料的材料,飞机制造商常常利用这些材料来提高飞机的性能,并且在减轻重量方面具有很大的潜力。

在现代飞机的制造中,复合材料通常用于制造机身、机翼和垂尾等大型构件。

相比于金属材料,复合材料具有更高的比强度和比刚度,同时具有更好的耐久性和腐蚀性能。

在现代飞机的设计中,利用复合材料可以使得飞机中需要支撑的结构体积更小,进而降低飞机重量,提高飞机的燃油效率和机动性能。

其在发动机罩、刹车和客舱内饰等航空部件中的应用,也能让飞机更加坚固、更加安全。

2. 复合材料在火箭航天中的应用火箭、卫星和太空飞船等宇航器需要经受很高的温度和压力环境,因此对材料的要求也相当严格。

复合材料在这一领域中的独特性能使得它成为了火箭航天中制造和研发的重要材料。

例如,复合材料可以承受更具挑战性的温度和环境因素,可以轻松地应对宇航器进入大气层时所面临的高温、高压和离子化的气流。

复合材料还可以用于制造发射导弹、实验室仪器和航天器的外壳、结构和燃料箱等各种航天部件。

3. 复合材料在未来的发展前景复合材料在航空航天领域中得到的成功应用,已经证明了其在制造中所带来的巨大优势,本质上转移了传统金属材料所带来的更高强度、更好的韧性等特点。

未来,随着复合材料的应用技术和材料制作技术不断发展,该材料的应用前景变得更加广泛。

随着新型材料的涌现,不能单纯地依赖一种材料,而要逐渐融入新型材料,提高整体性能与可靠性。

总之,复合材料在航空航天领域中具备着广泛的应用。

能够显著地改善飞机和宇航器的性能、重量和可靠性,不仅让飞机、宇航器在助力人类探索的征程中发挥更为重要的作用,同时也为推动现代制造技术的进步奠定了基础。

复合材料在航空航天领域的应用

复合材料在航空航天领域的应用

复合材料在航空航天领域的应用复合材料是由两种或两种以上的材料组成的新型材料,通常由增强剂和基体材料组成。

随着现代科技的不断进步,复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛。

首先,复合材料在航空领域中的应用非常重要。

由于复合材料具有轻质、高强度和优良的耐腐蚀性能,它成为了制造轻型飞机和航天器的理想选择。

在过去,飞机采用的是铝合金材料,但随着飞机的设计要求越来越高,传统材料已无法满足。

而复合材料不仅可以大幅度减轻飞机的重量,还能提高其结构刚度和稳定性。

同时,复合材料还可以减少飞机的燃油消耗,因为轻质材料可以减小飞机的阻力。

在航天领域,复合材料也得到了广泛应用。

例如,航天器的外壳和部分结构可以采用复合材料,以提高航天器的载荷能力和热防护性能。

其次,复合材料在航天领域中的应用也在不断创新。

随着科技的进步,人们不断探索开发出更先进的复合材料。

例如,碳纤维复合材料是目前航空航天领域中最常用的复合材料之一。

由于碳纤维具有高强度、高模量和低密度等优点,它在航天领域中得到了广泛应用。

此外,复合材料的制造工艺也在不断改进。

例如,自动化制造技术可以提高复合材料制品的生产效率和质量,降低成本。

另外,为了提高复合材料的防火性能,人们也在研发新型的防火材料,以保证航空器的安全性能。

最后,复合材料在航空航天领域中的应用还面临一些挑战。

尽管复合材料具有很多优点,但它也存在一些问题。

首先,复合材料的制造成本相对较高,这限制了其在大规模生产中的应用。

其次,复合材料的维修和维护较为复杂,需要专门的技术和设备。

此外,复合材料对环境要求较高,特别是在制造过程中产生的废弃物的处理问题。

因此,我们需要在航空航天领域中继续研究和改进复合材料的制造和使用技术,以克服这些困难。

综上所述,复合材料在航空航天领域中具有重要的应用价值。

通过继续研发新型的复合材料和改进制造工艺,可以进一步提高航空器的性能和安全性,促进航空航天事业的发展。

尽管面临一些挑战,但我们对复合材料在航空航天领域中的应用前景持乐观态度。

航空复合材料技术

航空复合材料技术

航空复合材料技术航空先进复合材料及工艺技术发展航空先进复合材料及工艺技术发展【摘要】随着先进复合材料技术和工艺技术的迅速发展,复合材料在飞机上的应用比例稳步增长,应用部位从非承力、次承力结构向主承力和核心部件扩展,本文总结了近年来推动复合材料发展的先进材料技术和制造工艺技术。

【关键词】航空先进复合材料;材料技术;工艺技术0.引言航空复合材料是一种由高强度、高刚度增强材料构成的新型材料,具有良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点。

复合材料是综合权衡飞机减重、性能、成本三方面因素的理想材料,在飞机上大量应用可以明显减轻飞机的结构重量,提高飞机的性能[1]。

受益于近二十年来复合材料技术和制造工艺技术的进展,复合材料在飞机上的用量大幅增长,显著提高了飞机的综合性能和燃油经济性。

经初步统计,预浸料成本目前已降到120~190美元/kg,结构制造成本已从上世纪90年代初1100美元/kg,降到目前275~330美元/kg。

复合材料原材料成本和结构件制造成本的大幅度降低,经进一步扩大了复合材料的减重、性能和成本优势。

1.航空先进复合材料发展分析复合材料原材料方面,航空用各种树脂基复合材料水平有大幅度提高。

在碳纤维材料方面,大丝束12k、24k已逐渐代替3k及6k,高强度的T700S及T800S已开始广泛生产。

以977-3/IM7和3900/T800S为代表的环氧树脂复合材料已发展到第二代,其CAI 达到245~315MPa,堪称首屈一指。

以5250-4/IM7为代表的双马基高温复合材料已发展到第二代,工作温度达到177℃,广泛用于飞机高温部位。

聚酰亚胺复合材料广泛用于发动机高温部位,缺点是含甲撑替二苯胺(MDA)有毒,美国研究出无MDA的预浸带可用于发动机及飞机;因钛合金稀缺,聚酰亚胺预浸带正研究用来代替500℃以下的钛合金。

美国Amber公司开发的C740阻燃氰酸乙酯树脂与碳纤维组成的材料固化后工作温度可达344℃,可用作无人机S-100的尾喷管及发动机。

航空航天领域纺织复合材料的应用与发展趋势

航空航天领域纺织复合材料的应用与发展趋势

航空航天领域纺织复合材料的应用与发展趋势摘要:现如今我国复合材料的技术水平经过40多年的研究和发展不断提高,使复合材料在我国航空航天领域的使用范围不断增加,同时复合材料的使用量也随着使用范围的扩大而不断增加。

所以复合材料在飞机上的应用率也随之增高,使航空领域复合材料的发展遇到了更大的机遇。

基于此,本文以航空航天领域为出发点,以其纺织复合材料的应用与发展趋势为主要内容,分析纺织复合材料的性能,探究航空航天领域纺织复合材料的应用优势,并对此提出相应的发展建议。

关键词:航空航天领域;纺织复合材料;建议对策;发展趋势引言:据相关资料了解,航天飞行器的质量越轻,运载火箭的质量就会随之减轻,发射一次卫星的费用高达上千万美元,如此高昂的发射成本,使得飞行器的结构材料逐渐变轻,才能使发射成本有所减少,同时,通过使用纤维缠绕工艺来制作的环氧基固体发动机也具有耐高温耐辐射等特点[1]。

所以出于对航天航空飞行安全的考虑,环氧碳纤维复合材料因为其具有较高稳定性和可靠性的特点,已经成为航空航天领域不可或缺的复合材料。

1纺织复合材料的性能纺织复合材料在广义上是将长丝、纱线、短纤维以及织物等材料进行纺织合成的一种复合型纺织材料。

而狭义上是指将通过各种纤维制作而成的各种编织物作为增强材料经过复合加工最终制作而成的一种预成型构造材料[2]。

其性能特点为:一是纺织复合材料通过技术的加工创新,在厚度方面、强度方面以及模量等方面都进行了全方位的增强,并且材料的损伤容限更高,断裂韧性也更高。

二是材料在使用中更加耐冲击,能够抵抗分层、开裂和疲劳等问题。

三是纺织复合材料也具有优良的耐高温性能,不惧怕高温的损害。

四是材料减震性能也很好,在使用过程中能够很好地减少相关设施的震动感,使用起来更加的稳定可靠。

五是纺织复合材料也具有更高的可设计性,可以按照原始的加载方向增加纤维束的数量,能够依据不同的需求进行灵活的设计加工,制作出更为复杂的零部件。

比如加筋壳或是开孔结构等设计加工。

航空复合材料制造技术及发展趋势探讨

航空复合材料制造技术及发展趋势探讨

航空复合材料制造技术及发展趋势探讨王㊀博摘㊀要:近年来,随着我国航空航天事业的发展,我国在航空航天领域复合材料的研究上面也取得了实质性,突破性的进展㊂据调查发现,近年来,复合材料在航空领域上面已经获得大量应用,并且取得了一定的成果,并且帮助飞机成功减轻自身自重,取得这一成果,复合材料在其中是功不可没的,文章将从复合材料的特点㊁分类以及针对不同复合材料的加工方法对于复合材料的机械加工技术进行分析㊂关键词:航空领域;复合材料;机械加工一㊁航空领域复合材料的发展前景自新中国成立以来,我国航空航天事业飞速发展,对航空航天材料提出更多新要求㊂为更好地满足现有航天航空材料发展要求,要进一步加快研发新性能㊁高质量的复合型材料,使我国航空航天复合材料的研发在世界竞争中占有一席之地㊂先进复合材料具有高性能㊁多功能和智能化的特点㊂由于其可塑性强,质量轻,现已被广泛地运用到航空航天㊁医学㊁机械㊁建筑等行业㊂在未来的航空领域市场当中,复合材料将会以其独有的优势占领大面积的市场㊂二㊁复合材料的特点分析复合材料是人们运用先进的材料制造技术,将不同性质的材料组分优化组合之后而形成的一种新型材料㊂一般情况下需要满足以下几个条件才可以成为复合材料㊂第一,复合材料必须是人造的,是人们根据生产需要的不同,而设计制造出来的材料;第二,复合材料必须拥有两种以上的化学㊁物理性质不同的材料组分,同时,以设计的形式,将形式㊁比例㊁分布等进行整合,从而形成一种新型材料,兵器各组分只见还有着明显的界面存在;第三,复合材料不仅能够保持各组分材料性能的优点,而且通过各组分性能之间的互补和关联能够达到单一组成材料所不能达到的综合性能㊂复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类㊂金属基体常用的有铝㊁镁㊁铜㊁钛及其合金㊂非金属基体主要有合成树脂㊁橡胶㊁陶瓷㊁石墨㊁碳等㊂增强材料主要有玻璃纤维㊁碳纤维㊁硼纤维㊁芳纶纤维㊁碳化硅纤维㊁石棉纤维㊁晶须㊁金属㊂三㊁航空领域复合材料机械技术研究复合材料的机械加工是复合材料制造品生产工艺的一个重要环节㊂通过加工方法的不同,通常将其分为常规方法和非常规两种方法㊂常规方法简答容易,方便加工,但是其加工的质量不高,并且容易损坏加工件,同时,道具的磨损也比较快,而且能以加工太过复杂的零件㊂非常规的方法虽然有些复杂,但是其加工质量高,刀具的磨损度小,并且能够加工复杂形状的工件㊂(一)发展主体方面目前世界航空航天工业的发展主体包含军㊁民2大主体㊂以欧洲军民这两大主体的销售总额状况来看,2015年欧洲航空航天军㊁民2大主体的销售总额关系为:前者销售总额与后者的比率约处于51.2%水平;而美国这一航空航天优势国的主体也由军㊁民2部分构成,其中,军方代表的直接军事产品与民营企业的直接军事产品销售收入比率接近56.3%:43.7%㊂由于这两大构成主体均在整个航空航天工业市场中占据着重要的角色,因此,在未来一段时间的发展中,二者仍可保持这一 平分秋色 趋势,维持整个航空航天工业市场的稳定性㊂(二)发展重点方面从世界航空航天工业的发展侧重点来看,当前航空航天领域的百强企业中,以航空航天业务为发展重点的企业约占比76%左右㊂这一数据充分验证了世界航空航天工业主流企业在发展重点方面的统一性㊂(三)经济获利方面目前世界航空航天产业整体呈稳定增长趋势㊂伴随着世界经济的不断发展,各国家对航空航天产业的关注度逐渐增加,其对直接航空航天军事产品与间接产品的需求量也处于不断增加状态㊂因此,各大航空航天企业的主营业务收入㊁经济利润均保持逐年上涨趋势㊂在后续发展中,这一良好发展趋势仍然可得到良好的延续㊂(四)技术发展方面从航空航天技术层面来看,世界航空航天工业领域的技术发展趋势:由既往精密技术向超精密技术方向转化㊂事实上,航空航天工业对加工技术精密水平的要求较高㊂随着世界航空航天工业发展经验的不断丰富,其技术水平也逐渐得到了良好的发展㊂当前世界航空航天工业的超精密技术已发展至纳米水平,且仍以超精密为标准,不断提高航空航天技术的精密水平㊂四㊁世界航空航天工业发展对我国航空航天事业发展的启示结合世界航空航天工业发展状况,我国可运用以下几种措施优化航空航天事业的发展㊂提高发展速度:自宇航员杨利伟于2003年成功进入太空后,我国航空航天事业正式进入快速发展阶段㊂近年来,随着我国在航空航天事业方面投入资金的不断增加,我国整体航空航天水平也得到了良好的提升㊂但结合世界航空航天工业的发展趋势来看,我国航空航天事业的发展仍然存在一定不足㊂五㊁柔性传感器的发展现状及未来趋势碳基材料常用的主要有近年来发展火热的低维度材料如碳纳米管和石墨烯等,由于其兼具导电性和机械柔性以及轻质稳定等特点,在柔性传感器的制备方面具有极大的潜力㊂石墨烯材料作为目前最热门的碳基材料,具备灵敏度高,机械性能好㊁导电性优异等特点,是一种极其适合制备柔性应变/应力传感器的材料㊂在制备柔性传感器中被广泛研究㊂A.Sakhaee-Pour等论述了单层石墨烯应用于应力传感器的潜力,其分子结构的力学性能研究表明之字形边界和扶手形边界对应力的基本响应频率有所差异,因此单层石墨烯可作为应力传感器㊂随着新材料的不断开发以及微纳米技术的进步,柔性功能复合材料也得到了越来越广泛的关注和研究,基于柔性功能复合材料的柔性传感器也将在未来的智能设备以及新型可穿戴设备方面具有越来越重要的地位㊂纵观目前国内外的研究成果,尽管在柔性功能复合材料的研究上经历了几十年的发展已经取得了较大的进步,但在柔性传感器的制备和应用方面还有许多不足之处,例如,力学性能差㊁不能兼顾柔性和高灵敏度㊁制备工艺复杂等依然严重制约着柔性传感器的发展㊂新材料的开发是目前柔性传感器良好的发展契机,石墨烯等新型材料的不断研究和开发,给了柔性功能复合材料良好的发展机遇㊂作者简介:王博,哈尔滨飞机工业集团有限责任公司㊂481。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
[9] ZHENG H, SHAN H, BAI Y, et al. Assembly of silica aerogels within silica nanofibers: Towards a super-insulating flexible hybrid aerogel membrane[J]. RSC Advances, 2015, 5(111): 91813- 91820.
[10] SHAN H, WANG X, SHI F, et al. Hierarchical porous structured SiO2/SnO2 nanofibrous membrane with superb flexibility for molecular filtration[J]. Acs Applied Materials & Interfaces, 2017, 9 (22): 18966-18976.
[12] SI Y, WANG X, DOU L, et al. Ultralight and fire-resistant ceramic nanofibrous aerogels with temperature-invariant superelasticity[J]. Science Advances, 2018, 4(4): eaas8925.
[7] SI Y, YU J, TANG X, et al. Ultralight nanofibre-assembled cellular aerogels with superelasticity and multifunctionality[J]. Nature Communications, 2014, 5: 5802.
[3] 沈学霖,朱光明,杨鹏飞. 航空航天用隔热材料的研究进展[J]. 高分子材料科学与工程,2016,32(10):164-169.
[4] KIM J, LEE J H, SONG T H. Vacuum insulation properties of phenolic foam[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2012, 55(19-20): 5343-5349.
参考文献
[1] 李俊宁,胡子君,孙陈诚,等. 高超声速飞行器隔热材料技术 研究进展[J]. 宇航材料工艺,2011,41(6):10-13.
[2] GRITSEVICH I V, DOMBROVSKII L A, NENAROKOMOV A V. Heat transfer by radiation in vacuum shield insulation of spacecrafts [J]. Thermal Processes in Engineering, 2013, 5(1): 12-21.
[11] KOBAYASHI Y, SAITO T, ISOGAI A. Aerogels with 3D ordered nanofiber skeletons of liquid-crystalline nanocellulose derivatives as tough and transparent insulators[J]. Angew Chem-Int Edit, 2014, 53(39): 10394-10397.
1 先进复合材料在航空航天领域的应用概况
先进复合材料在航空航天领域的应用始于军用飞 机,是为满足其对高机动性、超音速巡航及隐身等要 求而不惜成本开始采用的。近年来由于结构轻量化的要 求,民用飞机在复合材料用量方面也呈现增长的趋势。 图 1 为商用飞机中复合材料用量占结构重量比例的增加 趋势。以1990年研制的波音777为例,在其机体结构中, 复合材料仅占11%,而且主要用于飞机辅件,如尾翼和 操纵面等。到了2009年波音787首飞时,复合材料的使 用出现了质的飞跃,其用量已占到结构重量的50%(图 2 ),而 空 客 A 3 5 0 的 复 合 材 料 用 量 更 是 达 到 了 5 2 % ( 图 3),不仅复合材料占比激增,而且复合材料大量应用于
[5] BHEEKHUN N, ABU TALIB A R, HASSAN M R. Aerogels in aerospace: An overview[J]. Advances in Materials Science and Engineering, 2013, 406065.
[6] WANG X, DING B, SUN G, et al. Electro-spinning/netting: A strategy for the fabrication of three-dimensional polymer nano-fiber/ nets[J]. Progress in Materials Science, 2013, 58(8): 1173-1243.
专题研究 Feature
机梯度隔热、舱室隔热保暖等领域。 纳米纤维材料虽然具有良好的隔热性能和弹性,但
其拉伸、剪切性能仍需大幅提升以满足实际应用需求。 同时,现有纳米纤维气凝胶的孔径较大,导致其热对流 效应明显,特别是在高 孔径,提升材料的隔热性能,最终实现其在航空航天热 防护领域的特效应用。
[8] GBEWONYO S, CARPENTER A W, GAUSE C B, et al. Low thermal conductivity carbon fibrous composite nanomaterial enab-led by multi-scale porous structure[J]. Materials & Design, 2017, 134: 218-225.
复合材料自20世纪60年代问世以来迅速发展,由于 具有高比刚度、高比强度、性能可设计、抗疲劳性和耐 腐蚀性等优点,越来越广泛地应用于各类航空航天飞行 器,大大地促进了飞行器的轻量化、高性能化、结构功 能一体化。同时,复合材料的应用部位已由飞机的非承 力部件及次承力部件发展到主承力部件,并向大型化、 整体化方向发展,先进复合材料的用量成为航空器先进 性的重要标志。本文重点阐述航空航天领域最为广泛应 用的碳纤维增强树脂基先进复合材料的应用概况、制造 技术及未来发展方向。
相关文档
最新文档