航空材料发展史
航空标准件发展史
航空标准件发展史一、早期航空零件制造航空标准件的起源可以追溯到20世纪初，当时飞机制造业正处于起步阶段。
由于技术限制，早期的航空零件制造主要依赖于手工制作，材料以木材和金属为主。
随着第一次世界大战的爆发，航空零件的需求急剧增加，推动了零件制造技术的快速发展。
二、材料科技进步随着科技的进步，航空材料也经历了多次变革。
早期飞机主要采用木材和金属材料，后来逐渐被铝合金和镁合金所取代。
到了20世纪50年代，复合材料开始应用于航空领域，为航空标准件的制造提供了更多的选择。
三、工艺技术革新在航空零件制造过程中，工艺技术的革新也起到了关键作用。
从传统的机械加工到数控加工，从热处理到表面处理，工艺技术的进步为航空标准件的制造提供了更高的精度和更稳定的性能。
此外，3D打印技术的出现也为航空零件的快速原型制造提供了可能。
四、国际标准与合作随着航空工业的不断发展，国际标准和合作变得越来越重要。
航空标准件的制造需要遵循国际标准，如ISO和AS9100等。
同时，各国航空企业也在不断加强合作，共同推动航空技术的发展。
五、数字化与智能化发展近年来，数字化和智能化技术对航空标准件的发展产生了深远的影响。
通过采用数字化技术，可以实现零件的虚拟设计和制造，提高制造精度和效率。
而智能化技术的应用则有助于实现生产线的自动化和智能化，进一步提高生产效率和产品质量。
六、环保与可持续发展要求随着全球环境问题的日益严重，航空标准件的制造也面临着越来越多的环保要求。
企业需要采取有效的措施来降低生产过程中的环境污染，推广环保材料和工艺，同时还需要考虑产品的可回收性和再利用性。
这些措施有助于推动航空标准件的可持续发展。
七、市场与竞争格局演变随着航空工业的发展，航空标准件的市场规模也不断扩大。
企业之间的竞争也越来越激烈，尤其是在材料、工艺、品质和价格等方面。
为了在竞争中获得优势，企业需要不断推陈出新，提高产品性能和降低成本。
同时，企业还需要关注市场需求的变化，积极开拓新的应用领域和市场。
航空铝发展史
航空铝发展史航空铝，一种轻盈且强度高的铝材料，在航空工业中发挥着至关重要的作用。
随着航空技术的飞速发展，航空铝也经历了从无到有，从初级到高级的演变历程。
下面将详细回顾航空铝的发展历史。
一、航空铝的起源19世纪末，铝作为一种新兴材料开始进入人们的视野。
随着冶炼技术的进步，铝的产量逐渐增加，价格逐渐降低，使得铝在各个领域得到广泛应用。
20世纪初，人们开始尝试将铝用于飞机制造。
与传统木材、钢等材料相比，铝具有重量轻、强度适中、耐腐蚀等优点，为航空工业带来了新的可能性。
二、航空铝的初期发展在航空铝的初期发展阶段，主要关注的是提高铝的冶炼技术和生产工艺。
这个时期的航空铝主要是铸造铝合金，通过改变铝的成分和铸造工艺，以获得更强的力学性能。
然而，由于技术限制和材料科学的认知不足，这个时期的航空铝存在一些问题，如韧性不足、易断裂等。
三、航空铝的成熟期随着科技的不断进步，人们对于材料科学的理解越来越深入。
在20世纪中期以后，航空铝进入了成熟期。
这个时期的航空铝主要是变形铝合金，通过轧制、锻造等工艺获得所需形状和性能。
变形铝合金的出现大大提高了航空铝的力学性能和使用范围。
此外，人们还研究了各种新型的铝合金，如高强度铝合金、耐高温铝合金等，以满足航空工业日益增长的需求。
四、航空铝的未来展望随着环保意识的日益增强和能源消耗的持续增加，航空工业面临着越来越大的压力。
未来，航空铝的发展将更加注重环保、节能和可持续发展。
新型的航空铝材料将不断涌现，以提高飞机的燃油效率、降低排放、减轻机身重量等为目标。
例如，研究开发具有更高强度的轻质铝合金、耐腐蚀性能更好的铝合金、可回收再利用的环保型铝合金等。
同时，随着3D打印等先进制造技术的普及和应用，航空铝的生产工艺也将迎来新的变革。
3D打印技术可以实现复杂结构的快速成型，减少材料浪费和加工时间，进一步提高航空铝的生产效率和材料性能。
五、结语回顾航空铝的发展历程，我们可以看到一种材料从无到有，从初级到高级的演变过程。
航空材料的发展历程
航空材料的发展历程航空材料的发展历程可以追溯到19世纪中叶，随着人类飞行技术的逐渐成熟，对于材料性能的要求也越来越高。
在航空工业的发展过程中，航空材料一直扮演着重要的角色，它对于飞机的性能、安全以及经济性起着决定性的影响。
本文将从铝合金、复合材料和新型航空材料三个方面介绍航空材料的发展历程。
20世纪初，铝合金成为了航空材料的主力。
铝合金具有重量轻、强度高、抗腐蚀性好等优点，因此广泛应用在航空器件中。
1920年代，铝合金开始应用于航空领域，如用来制造机身、发动机罩等部件。
在第二次世界大战期间，铝合金的应用进一步发展，大部分军用飞机都采用了铝合金制造。
然而，随着航空技术的进步，传统的铝合金材料已经难以满足对于更高性能的要求，因此人们开始研究新型的航空材料。
由于铝合金的强度、刚度等特性的限制，20世纪中期开始，从钛合金、镍基合金到复合材料等新型材料开始在航空工业中应用。
钛合金具有高强度、优良的耐高温性能和抗腐蚀性能，因此被广泛应用于航空发动机和机身结构中。
镍基合金则因其在高温下具有优异的性能而成为涡轮引擎中不可替代的材料。
复合材料由于其重量轻、强度高以及优良的抗腐蚀性能而成为了航空材料的热门选择，尤其是碳纤维复合材料的应用在升级换代的飞机中越来越普遍。
除了传统的金属和复合材料外，近年来新型航空材料也受到了人们的关注。
例如，高温复合材料可以在极端环境下工作，在航空发动机中具有广泛的应用前景。
新型的隐身材料可以有效减少雷达捕捉，提高战机的隐蔽性。
此外，还有智能材料、自修复材料等也在不断研究发展之中。
总的来说，航空材料的发展历程经历了从铝合金到复合材料再到新型航空材料的转变。
随着航空技术的进步和对材料性能要求的不断提高，航空材料的研究也将继续向更高、更安全、更经济的方向发展。
在未来，航空材料的发展将更加注重绿色环保和可持续发展的理念，以满足社会对可持续航空交通的需求。
航空材料发展历程
航空材料发展历程
航空材料的发展历程可以追溯到二战期间，当时航空工业对于轻巧、强度高且耐腐蚀的材料的需求推动了航空材料领域的研究与发展。
以下是航空材料发展的一些里程碑事件：
1. 金属材料时代：最早的飞机构件使用的是金属材料，如铝合金和钛合金。
这些金属材料具有优异的强度和耐久性，但相对较重，限制了飞机的性能。
2. 复合材料的引入：20世纪60年代，复合材料开始应用于航空工业。
复合材料由纤维增强材料（如碳纤维或玻璃纤维）与树脂基体组成，具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性能。
这种材料的引入在提高航空器性能、减轻重量方面起到了重要作用。
3. 利用新材料提高性能：在过去几十年中，航空材料的研究重点逐渐转向了新材料的开发。
高温合金、超高强度钢、陶瓷基复合材料和纳米材料等新材料的应用，使得飞机具备更高的耐用性、更好的高温性能和更大的载荷能力。
4. 革命性的材料创新：最近的一些材料创新将航空领域推向了一个新的高度。
例如，碳纳米管材料的研究应用带来了先进的导电性和强度，用于改善飞机结构的性能。
此外，具有自修复功能的材料和轻质化材料的研究也为航空产业带来了巨大的潜力。
综上所述，航空材料的发展历程经历了金属材料时代、复合材
料的引入、利用新材料提高性能以及革命性的材料创新。
这些发展不断推动着航空领域的进步和创新。
飞行器材料技术的发展与应用
飞行器材料技术的发展与应用一、引言飞行器材料技术的发展与应用是飞行器工业的重要组成部分。
飞行器所需要的材料包括结构材料、功能材料、燃料材料等。
随着现代工业技术的不断发展，飞行器材料技术也在不断进化，以满足飞行器的高速、高空、极端环境下的使用需求。
本文将探讨飞行器材料技术的发展历程及其应用领域。
二、飞行器材料技术的发展历程1.初期阶段早期的飞行器都使用木材和铝合金材料来制造，这些材料经过简单的加工和焊接就能组装成成型。
但随着科技的不断发展和人们对飞行器性能的要求越来越高，这些传统的材料已经无法满足需求。
1960年代，随着新材料的发展，人们开始使用钛合金一类的材料来制造飞机，这些材料具有重量轻、强度高、抗氧化等优点，但是制造难度也加大，需要使用高技术成分的钣金加工及机械加工。
2.进阶阶段20世纪70年代，碳纤维复合材料被运用到航空产业中，因在维修难度以及成本费用等方面问题引起了人们关注。
但是，这种新材料具备更高的强度、刚度、重量等特点，并比之前使用的铝材料更耐腐蚀，这些优势让人们更倾向使用这类新材料。
一些先进军用飞机和民用飞机都开始使用该材料。
例如美国 F-22 及 F-35 隐形战斗机都采用了碳纤维复合材料制造。
3.现代阶段十年来，飞行器材料技术发展并没有停止，各种新材料陆续应用到飞行器生产过程中，如超高分子量聚乙烯材料、金属间化合物材料、高温合金材料等新型材料。
一些最新的技术模式包括3D打印、表面改性、纳米材料等技术能够实现大批量的复杂部件制造并解决材料界的难点问题。
这使制造出的飞行器更加轻便、强化、快速。
三、飞行器材料技术的应用领域1.航空领域航空领域是飞行器材料技术应用的重要领域。
航空飞行器需要材料既满足轻便、强度高、抗腐蚀等要求，同时要承受高速、高温、高压等恶劣环境的考验。
因此，碳纤维复合材料、钛合金、高温合金等材料被广泛应用在飞机的机身、发动机、起落架、螺旋桨等关键部件上，以保证飞机操作的安全性。
航空发动机材料的发展史
航空发动机材料的发展史一、引言航空工业是现代工业的重要组成部分，而航空发动机则是航空工业的核心。
航空发动机材料作为航空发动机的重要组成部分，对于提高发动机性能、延长使用寿命、降低维修成本等方面都具有至关重要的作用。
本文将从历史的角度出发，介绍航空发动机材料的发展史。
二、早期材料在20世纪初期，飞行器的速度和高度都比较低，因此对于材料的要求也不是很高。
当时主要使用铝合金和钢材作为航空发动机的材料。
这些材料虽然比较简单，但是在当时已经能够满足基本需求。
三、第一次世界大战后第一次世界大战后，飞行速度和高度都有了明显提升，对于航空发动机材料也提出了更高的要求。
这时候开始使用镁合金和钛合金等新型材料来制造航空发动机。
这些新型材料具有更好的强度和耐腐蚀性能，在当时被广泛应用。
四、第二次世界大战期间第二次世界大战期间，航空发动机材料的发展达到了一个新的高峰。
在这个时期，开始使用高温合金和复合材料等新型材料来制造航空发动机。
这些新型材料具有更好的抗热性能和轻量化特点，使得航空发动机的性能得到了极大的提升。
五、现代航空发动机材料随着科技的不断进步，现代航空发动机材料也在不断地更新换代。
目前主要使用的航空发动机材料包括镍基合金、钛合金、复合材料等。
这些新型材料具有更好的强度、抗腐蚀性能和轻量化特点，可以满足现代高速飞行器对于航空发动机材料的严格要求。
六、结论总之，随着科技的不断进步，航空发动机材料也在不断地更新换代。
从最早期简单的铝合金和钢材到现在应用广泛的镍基合金、钛合金和复合材料等新型材料，每一次技术革新都为航空工业带来了新的发展机遇。
未来，航空发动机材料的发展将继续引领着航空工业向前发展。
航空材料简史
航空材料简史航空材料发展史自从人类开始尝试遨游蓝天,"用什么样的材料制造飞机"就一直是摆在科学家和工程师面前的一个重大问题，航空材料的发展也在极大程度上推动了航空事业的进步。
一百多年来，航空材料的发展所经历的阶段如下表所示。
[1]航空材料发展历程在航空发展的萌芽阶段，木头和帆布是天然材料中强度、重量、刚度均最为适合制造飞机的。
因此，直至第一次世界大战，木头和帆布都是蓝天上的主宰。
其重量轻、强度、刚度较高，是自然材料中最适合用来制造飞机结构的。
到了一战末期，金属材料开始登上了航空舞台，以铝镁合金为主，辅以少量不锈钢的全金属飞机开始称霸地球的天空。
二战之后，随着人类对于飞行速度的不断追求，一种新的金属——钛合金，以其超高的刚度、强度以及耐高温性能登上了历史舞台。
当人们都认为金属材料将是未来天空的主宰时，复合材料的出现再一次掀起了一场航空材料革命，自20世纪七十年代至今，复合材料在飞机制造中的地位越来越强，并大有从配角变身主角的势头。
在诞生之初只被使用在尾翼、鸭翼等载荷较小位置的复合材料，如今在最新的客机——空客A350以及波音-787身上已经占到了50%左右，站上了主导地位。
波音787客机空客A350客机航空材料的特点作为航空器上所使用的材料，一方面，我们需要其"结实"，另一方面，我们还希望其密度小，重量轻。
通常，我们用"强度"和"刚度"两个性质来描述一种材料"结实"与否，强度指的是受力后不易产生破坏的能力，而刚度指的是受力后不易产生变形的能力。
比如，蜘蛛丝可以承受非常大的拉力而不断裂，这意味着其强度很大，但是蛛丝受力后会产生很大的变形，因而其刚度很小；普通玻璃受力后变形很小，因此其具有较高的刚度，但是非常容易断裂破坏，因此我们用"强度低"来形容它。
在航空领域，通常，我们希望材料即具有高强度，又具有高刚度，还具有密度小，重量轻的特点，除此之外，工程师还提出了诸如耐高温，耐腐蚀，易加工等种种性能要求，可见，航空业对于材料的要求相当之高。
航空用材料简介PPT
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
航空工业中的材料科学研究进展
航空工业中的材料科学研究进展航空工业中的材料科学是一个极其重要的领域，这个领域的研究不仅关系到飞机性能，还关系到人们的航空安全。
本文将会着重探讨航空工业中的材料科学研究进展，包括航空材料的发展历程、新材料的研究方向、及其在航空工业上的应用等。
一、航空材料的发展历程航空工业诞生已来，材料科学的研究就开始贯穿其中。
最早期的飞机主要采用木材、纸板、铝合金等材料制造，但由于这些材料具有重量过大、不耐高温、低强度等缺点，制约了飞机的发展。
20世纪50年代，齐纳公司成功地研制出了第一架全金属飞机——革命性的喷气式运输机707，标志着航空材料的革命已经发生。
此后，新材料不断涌现。
二、新材料的研究方向随着材料科学技术的不断更新，铝合金这样的传统材料已经不能满足航空工业的需求。
因此，新材料的研究成为了航空工业中的重要议题。
1. 复合材料复合材料是一种由两种或两种以上的材料在宏观上组合而成的材料，具有体积轻、强度高、刚度高、防腐蚀、耐热照等特点。
在航空工业中，复合材料的应用已成为不可或缺的一部分。
例如，新一代的民用飞机C919，由于采用了大量的复合材料，飞机的总重降低了约15%。
2. 高温合金高温合金是指在高温条件下具有良好的耐热性能、强度等特点的材料。
目前，高温合金在航空工业中的应用范围越来越广泛。
例如，航空发动机等关键部件中常常采用高温合金，以保证其良好的性能。
3. 其他新型材料除了复合材料和高温合金之外，航空工业研究中还有许多其他新型材料，如钛合金、镁合金、陶瓷材料等等。
三、材料科学在航空工业中的应用航空工业中的材料科学研究成果，得到了广泛的应用。
以下是一些例子：1. 飞机构件新材料它以比重轻、强度高、耐腐蚀等特点用于飞机构件制造，如超声波熔接法的应用、现代3D打印技术等。
2. 发动机新型材料在发动机中的应用取得了很大的成就。
现代大多数发动机都采用高温合金等材料，以保证发动机在高温高压工况下的使用寿命。
4. 新能源方面在新能源方面，太阳能、风能、生物质能、水能等领域中，也有材料科学的应用，例如太阳能光伏电池的制造、风力发电机控制器的制造等。
航空航天材料力学发展史
我们的前辈
• 公元前500－400年中国人就开始制作木鸟并试验原始飞
行器 . • 中国古人在很早的时候就开始制作木鸟，以此寄托人类 渴望在空中飞行的梦想。从古人的许多著作中，会发现制 作能飞木鸟的众多记载。古书中称木鸟为木鸢、鹊、鹄等 名。《韩非子·外储说》记载着：墨子经三年制成的木鸢， 飞行了一天就坏了；他的学生安慰他说，老师技术高超， 木鸢虽然坏了，但毕竟飞成功了。在《墨子·鲁问》中也 有公输班用竹木制成了能飞三天的飞鹊的记述。墨子是鲁 国的哲学家和科学家，公输班就是传说中的能工巧匠鲁班。 有关他们制作木鸟的历史，大约发生在公元前500至400 年期间。除他们二人外，还有如张衡、韩志和、高骈等木 鸟制造家。其中汉朝张衡知名度最高，因他既是天文学家， 又是浑天仪和候风地动仪的发明者。《太平御览·文土传》 中就有张衡制造木鸟的记载。所存史料确凿表明在公元前 400年，中国人就已经使用竹木在尝试制作能飞的原始器 械了。这一点，得到世界科学界的一致认同。
中国航空近代发展史
• 1909年9月21日 中国人的第一架飞机——由冯如 •
制造并驾驶在美国的奥克兰市郊区试飞成功。 1954年7月25日 南昌飞机厂试制雅克-18(初教-5) 型教练机成功，并通过国家鉴定。 1958年7月 中国自行设计制造的歼教-1型喷气式 教练机在沈阳首飞成功 1966年1月17日 国产歼-7型飞机首次试飞成功并 于12月28日定型投入批量生产。
►· 复合化
复合材料可以明显减轻结构重量和 提高结构效率，是航空航天材料的重要发 展趋势。如美国最新研制的第四代军用歼 击机上树脂复合材料的结构重量已占整机 重量的24％。国外新一代运载火箭、战略 导弹及推进系统的关键材料几乎已经复合 材料化。
· 智能化 包括材料及材料的
航空发动机材料的发展史
航空发动机材料的发展史引言航空发动机是现代航空工业中的关键部件之一。
发动机材料的研发和应用对提高发动机性能、延长使用寿命以及降低维护成本起到了至关重要的作用。
本文将全面、详细、完整地探讨航空发动机材料的发展史，从起初的金属材料到现代复合材料，展示其发展脉络和技术进步。
金属材料时代铝合金早期的航空发动机采用铝合金作为主要结构材料。
铝合金具有优良的强度、轻量化特性和良好的耐腐蚀性，适合用于制造发动机外壳、叶轮等部件。
同时，铝合金也具有较好的导热性能和可塑性，能够满足高温、高压的工作环境。
然而，铝合金的熔点较低，在高温下容易软化和变形，限制了其在高温环境下的应用。
钛合金钛合金是金属材料时代的另一大突破。
相比于铝合金，钛合金具有更高的强度和更好的耐高温性能。
钛合金在航空发动机中被广泛应用于叶片、燃烧室和涡轮盘等高温部件。
此外，钛合金还具有良好的耐腐蚀性和较低的密度，使得发动机具有更高的推重比和燃油效率。
镍基高温合金镍基高温合金是航空发动机材料的重大突破之一。
这类合金由镍、铬、钼等元素组成，具有优异的高温强度和耐腐蚀性。
镍基高温合金被广泛应用于涡轮叶片、燃烧室喷口等高温部件，能够承受高温和高压下的工作环境。
随着技术的进步，镍基高温合金的可塑性、热稳定性和耐久性得到了进一步提高，使得航空发动机的性能得到了显著提升。
复合材料时代碳纤维复合材料碳纤维复合材料是航空发动机材料的重要突破和创新。
与金属材料相比，碳纤维复合材料具有更高的比强度、比刚度和更低的密度。
碳纤维复合材料的热膨胀系数和热导率也较低，使得发动机在高温环境下表现出更好的稳定性和热性能。
同时，碳纤维复合材料还具有优良的耐腐蚀性和抗疲劳性能。
航空发动机中的涡轮叶片、燃烧室等关键部件开始大规模采用碳纤维复合材料，极大地提高了发动机的性能和效率。
陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是航空发动机材料领域的新兴技术。
陶瓷基复合材料具有极高的熔点、较低的密度和良好的耐高温性能，可以满足航空发动机在极端工作环境下的需求。
航空器的材料性能与应用研究
航空器的材料性能与应用研究在人类追求蓝天梦想的征程中，航空器的发展可谓是日新月异。
而航空器的性能、安全性以及可靠性在很大程度上取决于所使用的材料。
从早期的木质和金属材料，到如今的先进复合材料和高性能合金，材料的不断创新和进步为航空领域带来了巨大的变革。
一、航空器材料的发展历程在航空业的早期，木材曾是主要的结构材料。
由于其轻质和易加工的特点，被广泛用于制造飞机的框架和机翼。
然而，木材的强度和耐久性有限，限制了航空器的性能和使用寿命。
随着工业技术的进步，金属材料逐渐崭露头角。
铝合金因其良好的强度、耐腐蚀性和轻质特性，成为了航空领域的重要材料。
它在飞机的机身、机翼等结构中得到了广泛应用，大大提高了航空器的飞行速度和承载能力。
进入现代航空时代，钛合金和高强度钢等高性能金属材料的出现，进一步提升了航空器的性能。
钛合金具有高强度、耐高温和良好的抗疲劳性能，常用于发动机部件和高温区域的结构件。
高强度钢则在承受高载荷的部位发挥着重要作用。
近年来，复合材料的发展为航空器带来了新的突破。
碳纤维增强复合材料具有极高的强度和刚度，同时重量轻，能够显著降低航空器的结构重量，提高燃油效率和飞行性能。
二、常见航空器材料的性能特点1、铝合金铝合金是目前应用最为广泛的航空材料之一。
它具有良好的塑性和可加工性，能够通过各种成型工艺制造出复杂的结构件。
其强度和耐腐蚀性可以通过合金化和热处理来调节，以满足不同的使用要求。
然而，铝合金的耐高温性能相对较差，限制了其在高温环境下的应用。
2、钛合金钛合金的优点在于其高强度与重量比，同时具有出色的耐腐蚀性和耐高温性能。
这使得它在航空发动机、高温结构件以及一些关键部位得到了广泛应用。
但其价格较高，加工难度大，限制了其在大规模生产中的应用。
3、复合材料复合材料由纤维增强体和基体材料组成，常见的如碳纤维增强环氧树脂。
其具有优异的力学性能，强度和刚度可以根据纤维的排列方向和含量进行设计。
同时，复合材料具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性。
2024年航空材料培训资料
06
航空材料的加工与制造技术
传统加工技术
切削加工
通过车、铣、刨、磨等切削方法 ，对航空材料进行粗加工和精加 工，达到设计要求的形状和尺寸
精度。
铸造技术
利用金属模具将熔融金属浇铸成 所需形状，适用于制造复杂结构
和大型航空部件。
锻造技术
通过对金属坯料施加压力或冲击 力，使其产生塑性变形以获得所 需形状和性能，常用于制造承受
功能材料的应用
01
02
03
高温合金
能够在高温环境下保持优 良的力学性能和耐腐蚀性 ，用于制造发动机涡轮叶 片等高温部件。
陶瓷材料
具有硬度高、耐磨性好、 耐高温等特点，用于制造 发动机喷嘴、轴承等部件 。
隐身材料
能够吸收或散射雷达波， 降低航空器的雷达反射面 积，提高隐身性能。
材料选择的原则与方法
2024年航空材料培训资料
汇报人：XX
2024-01-11
• 航空材料概述 • 金属材料 • 非金属材料 • 航空材料性能与测试 • 航空材料的应用与选择 • 航空材料的加工与制造技术 • 航空材料的维护与修理
01
航空材料概述
航空材料的定义与分类
定义
航空材料是指用于制造航空器、 航空发动机及其附件的材料，具 有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀 等特性。
复合材料的成型工艺
详细介绍复合材料的各种成型 工艺，如手糊成型、喷射成型 、模压成型、缠绕成型等，并 分析各工艺的优缺点及适用范 围。
复合材料在航空领域的应 用
阐述复合材料在航空领域的具 体应用，如机翼、尾翼、机身 蒙皮等结构件以及发动机短舱 、起落架等部位的非结构件， 并分析其优缺点及发展趋势。
04
3
航空材料发展
航空材料发展航空材料是航空工程中的重要组成部分，其发展历程可以追溯到20世纪初。
随着航空工业的不断发展和航空技术的不断进步，航空材料的研发和应用也取得了长足的进步。
本文将从航空材料的发展历程、当前应用情况以及未来发展趋势等方面展开阐述。
首先，航空材料的发展历程可以分为几个阶段。
20世纪初，航空材料主要是以铝合金为主，随着航空业的迅速发展，钛合金、复合材料等新型材料开始逐渐应用于航空领域。
近年来，随着航空业对材料性能和质量要求的不断提高，高温合金、超高分子量聚乙烯等新型材料也开始逐渐应用于航空工程中。
其次，目前航空材料的应用情况主要集中在飞机结构材料、发动机材料和航空电子材料等方面。
飞机结构材料主要包括铝合金、钛合金和复合材料等，这些材料具有重量轻、强度高、抗腐蚀性好等优点，能够满足飞机在高空、高速飞行时的各种复杂工况。
发动机材料主要包括高温合金、镍基合金等，这些材料具有耐高温、抗氧化、抗热膨胀等特点，能够满足发动机在高温、高压工况下的要求。
航空电子材料主要包括高频线路板、导热材料等，这些材料具有导电性好、耐高温、抗辐射等特点，能够满足飞机航空电子设备的要求。
最后，未来航空材料的发展趋势主要体现在材料性能的不断提高和新型材料的不断涌现。
随着航空业对航空材料性能要求的不断提高，航空材料的研发方向主要集中在轻质化、高强度、高温性能和耐腐蚀性等方面。
同时，新型材料的不断涌现也将为航空工程提供更多的选择，比如碳纤维增强复合材料、金属基复合材料等，这些材料具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀等特点，将为航空工程带来更多的技术创新和发展机遇。
综上所述，航空材料的发展历程、当前应用情况以及未来发展趋势都显示出航空材料领域的巨大潜力和发展空间。
随着航空工程的不断发展和航空技术的不断进步，相信航空材料将会迎来更加美好的发展前景。
航空材料与飞机研究进展课件
钛合金
铝合金 的缺点
铝合金所能承受的温度载荷有限，导致钛合金航空 材料在20世纪70年代出现，并在飞机上使用。
钛合金 的缺点
第一阶段是1903～1919年，机体采用木、布结构。
第二阶段是1920～1949年，机身使用了铝合金和钢。
第三阶段是1956～1969年， 飞机材料中增加了钛。
第四个阶段是1970年到当前，其特点是增加了复合材 料。
现代飞机和发动机中最重要的五大类结构材 料：
高温合金、 铝合金、 钛合金、 超高强度结构钢、 复合材料
高温合金
高温合金是为满足喷气发动机对材料的苛刻要求 而研制的，是军用和民用燃气涡轮发动机热端部 件不可替代的关键材料。
目前，在先进的航空发动机中，高温合金用量所 占比例已超过50%。可以说，没有高温合金就没 有现代航空工业。
高温合金的发展与航空发动机的技术进步密切相 关。发动机热端部件涡轮盘、涡轮叶片材料和制 造工艺是发动机发展的重要标志。
钛合金 的应用
飞机结构钛合金材料钛合金具有比强度高、耐腐蚀 性好和耐高温等一系列优点，能够进行各种方式的 零件成形、焊接和机械加工，因而在飞机及发动机 上获得了广泛应用。
当今，钛合金用量占飞机结构重量的百分比已成为 衡量飞机用材先进程度的重要标志之一。
钛合金
钛合金—— 应用
国外军用运输机钛合金用量也在不断提高。
定向凝固技术最为突出。目前各国先进航空发动机叶 片都采用定向、单晶合金制造涡轮叶片。
从国际范围来看，Ni 基铸造高温合金已形成等轴 晶、定向凝固柱晶和单晶合金体系
航空材料发展史
航空材料发展史第一章远古的梦人类有史以来就向往着能够自由飞行。
古老的神话故事诉说着人类早年的飞行梦，直至1900年10月的一个傍晚，当威尔伯.莱特趴在易碎的滑翔机骨架上，迎着海风飘了起来，直至1903年12月17日，“飞行者一号”试飞成功。
人类从此开始了征服蓝天的旅程。
100多年间，航空领域迅速发展，各式的飞机层出不穷。
人类对飞机性能要求越来越高，早期的木质‘飞行者一号’早已经进入了历史的博物馆。
(1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器员进行首次持续的、有动力的、可操纵的飞行)最早的飞机机翼是木质骨架帆布蒙皮,其根本是由于材质轻盈。
这样才足以达到升力大于重力而飞行的最基本要求。
由于材料过于轻便，导致天气因素对于飞行影响较大，天空中总是存在风的，这就使得实现飞机飞行的关键在于如何调节飞机前后左右各个方向的受力平衡，特别是飞机的重心和升力受力点之间的关系。
如何解决平衡和操纵问题就成了阻碍人类飞行的第一个难题。
尽管莱特兄弟的‘飞行者一号’被一阵狂风掀飞遭到严重损坏，但是这已经促进了航空商业事业的萌发和未来的发展。
第二章战争的催化之后德国人和法国人注意到了飞机在军事上的重要作用，第一次世界大战初期，飞机首先用于战场上空指引炮兵射击、侦察和轰炸,飞机逐渐发展为装备有手枪、手榴弹而后发展成为机枪、炸弹而颇具攻击性得战场杀手。
这就是歼击机的鼻祖。
限于当时技术的影响，飞机的材料仍然局限于木质和帆布。
之后硬铝的出现给机体结构带来巨大的变化。
1910～1925年开始用钢管代替木材作机身骨架，用铝作蒙皮，制造全金属结构的飞机。
金属结构飞机提高了结构强度，改善了气动外形，使飞机性能得到了提高。
飞机的时代已经开始了。
第一次世界大战结束后，各国都没有停止对全金属结构的战斗机的探索，在二战中，飞机得到了更加广泛的使用。
人们此时更加致力于寻找材料可以使飞机的行动更加敏捷。
40年代全金属结构飞机的时速已超过600公里。
航空材料的发展历程
航空材料的发展历程
航空材料的发展历程可以追溯到20世纪初。
早期的航空器设
计师多数采用木材和金属来构建飞机的骨架和外壳。
然而，随着航空技术的飞速发展，这些材料很快显得不够轻便和强大。
在二战期间，航空工程师开始研发新的材料以满足高速飞行和恶劣气候条件下的需求。
这推动了合金材料在航空领域中的广泛应用。
航空工业发展也催生了一系列新金属材料的研究和生产。
20世纪50年代和60年代，高性能的合金材料，如钛合金和
高强度钢材等开始广泛应用于航空器的结构设计中。
这些材料具有较高的强度和较低的重量，使得飞机能够更加高效地飞行。
到了20世纪70年代和80年代，以及之后的几十年中，航空
工程师开始探索新型材料的应用，如复合材料和陶瓷材料。
这些材料相对于传统金属材料具有更低的密度，更高的刚度和强度。
同时，复合材料还可以根据需求进行定制，可塑性更高。
如今，航空材料的发展趋势是综合运用各种材料。
航空器的结构设计中同时采用各种金属和复合材料的优点，以达到最佳的性能和重量比。
总的来说，航空材料的发展历程经历了从木材和传统金属到高性能合金，再到复合材料和陶瓷材料的转变。
不断研发和创新的航空材料将继续推动航空工业的进步和发展。
【专业讲堂】漫话航空材料的演变史——从金属到碳纤维复合材料
【专业讲堂】漫话航空材料的演变史——从金属到碳纤维复合材料在一个多世纪的时间里，飞机材料已经从精致的木材、金属和织物转变成由高端材料混合而成的复合材料。
本文将带你一起回顾航空材料的发展史。
“金属会飞吗？” 1915年，就在莱特兄弟（Wright Brothers ）进行首次动力飞行仅12年之后，这成为航空专家们讨论的热门话题。
在使用木材、钢丝和帆布将飞机制造得尽可能轻的时候，完全由金属制成的飞机的想法在技术上和成本上仍然不可行。
但是，有个人的想法却有所不同。
德国Hugo Junkers不仅在空中战斗和飞行比赛中，而且在大规模的货物和乘客运输中都看到了航空业的未来。
这将需要对飞机的制造方式进行重大改变。
他的革命性钢制J-1是世界上第一架全金属飞机，也是第一架使用单翼飞机机翼的飞机。
J-1的绰号是Blechesel（“ Tin Donkey”或“ Sheet M etal Donkey”），作为技术演示者，J-1从未进入批量生产。
但是Junkers的大胆想象使航空业走上了材料发展的道路，使飞机更坚固、更轻、更快、更高效。
空中客车公司在A310上使用碳纤维垂直稳定器证明了自己是业界最成功的初始创新之一，碳纤维的使用减轻了250公斤的重量，这标志着碳纤维复合材料在商业客机中的开创性使用。
取而代之的是，碳纤维增强塑料被证明是航空业真正革命性的材料。
它具有比金属更好的强度重量比，并且对疲劳和腐蚀的敏感性更低。
1920-1930年代：向金属的过渡Junkers发现钢制的J-1坚固耐用，但处理起来又笨重。
他将注意力转向了铝，铝是20世纪初开始出现的一种可行的制造材料，轻巧而坚固，它的重量是钢铁的三分之一，非常适合飞机使用。
Junkers用它开发了世界上第一批民用客机，例如F-13和G-24。
Henry Ford注意到了Junkers的工作，于1925年制造出了福特Trimotor。
这些飞机迎来了长途客运航空时代，尽管直到1930年代初，金属飞机才可以经济高效地制造出来。
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航空材料发展史第一章远古的梦人类有史以来就向往着能够自由飞行。
古老的神话故事诉说着人类早年的飞行梦，直至1900年10月的一个傍晚，当威尔伯.莱特趴在易碎的滑翔机骨架上，迎着海风飘了起来，直至1903年12月17日，“飞行者一号”试飞成功。
人类从此开始了征服蓝天的旅程。
100多年间，航空领域迅速发展，各式的飞机层出不穷。
人类对飞机性能要求越来越高，早期的木质‘飞行者一号’早已经进入了历史的博物馆。
（1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器员进行首次持续的、有动力的、可操纵的飞行）最早的飞机机翼是木质骨架帆布蒙皮，其根本是由于材质轻盈。
这样才足以达到升力大于重力而飞行的最基本要求。
由于材料过于轻便，导致天气因素对于飞行影响较大，天空中总是存在风的，这就使得实现飞机飞行的关键在于如何调节飞机前后左右各个方向的受力平衡，特别是飞机的重心和升力受力点之间的关系。
如何解决平衡和操纵问题就成了阻碍人类飞行的第一个难题。
尽管莱特兄弟的‘飞行者一号’被一阵狂风掀飞遭到严重损坏，但是这已经促进了航空商业事业的萌发和未来的发展。
第二章战争的催化之后德国人和法国人注意到了飞机在军事上的重要作用，第一次世界大战初期，飞机首先用于战场上空指引炮兵射击、侦察和轰炸，飞机逐渐发展为装备有手枪、手榴弹而后发展成为机枪、炸弹而颇具攻击性得战场杀手。
这就是歼击机的鼻祖。
限于当时技术的影响，飞机的材料仍然局限于木质和帆布。
之后硬铝的出现给机体结构带来巨大的变化。
1910〜1925年开始用钢管代替木材作机身骨架，用铝作蒙皮，制造全金属结构的飞机。
金属结构飞机提高了结构强度，改善了气动外形，使飞机性能得到了提高。
飞机的时代已经开始了。
第一次世界大战结束后，各国都没有停止对全金属结构的战斗机的探索，在二战中，飞机得到了更加广泛的使用。
人们此时更加致力于寻找材料可以使飞机的行动更加敏捷。
40年代全金属结构飞机的时速已超过600公里。
洛克希德P-38，击落山本五十六的功臣然而，在飞机不断提速过程中，如何冷却发动机和机身地严丝合缝，成为当时的首要难题。
当时发动机主要由铝合金、镁合金、高强度钢和不锈钢等制造，由于战争影响，民用航空飞机始终发展缓慢。
在两次世界大战之间各国逐渐发展了全金属结构的战斗机，重要的是不锈钢骨架铝合金蒙皮的结构，并且出现了翼盒的设计。
当然二战期间由于金属缺乏各国都采用过木质结构的飞机，但是不锈钢骨架铝合金蒙皮的全金属飞机已经成为主流。
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
适合用于承载大重量的中等结构材料中铝合金示例 铝合金的一些性能参数:铝合金的典型机械性能 (Typical Mecha ni cal Properties)112 5083-H 180 211 65 14112 606 1-T 310 276 95 12651 705510 455 135 100-T铝 合 金 牌号及 状 态 拉伸强度 (25 C 硬度屈服强500kg度延伸率(1/16in) 力 10mm(25 ° C球厚度5052-H 175 195 60 1274517075-T651572 503 150 112024-T351470 325 120 20铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties) 执八、、膨胀熔点八、、电导率电阻率铝合数范20 C20 C金牌(2围(68 (68 密度(20 C)(g/cm3) 号及0-( T)?)状态10(%IA Q mm) CS) 2/mC)am/mk502024- 0-30 T351 635605052- 7-35 H112 65575083- 0-29 H112 64586061- 0-43 T651 657050- 4941 T7451 0-63 07075- T651 47563533飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。
飞机依用途的不同，铝的用量也不一样。
着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用，如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量81%。
军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量，如最大飞行速度为马赫数的F-15高性能战斗机仅使用％铝合金。
第三章新星：钛合金二战结束后，航空领域取得巨大进步，50年代末喷气式飞机的速度已超过2倍音速,给飞机材料带来了热障问题。
铝合金耐高温性能差,在200°C时强度已下降到常温值的1/2左右,需要选用耐热性更好的钛或钢，这主要是因为铝合金和钢在不少情况下已不能满足先进飞机在减轻结构重量和提高飞行速度（相应地提高零部件工作温度）等方面的新实求，而钛合金和复合材料仿优良性能恰恰适应了先进飞机发展的客观需要。
自然就产生了对以往选材格局的极大冲击。
钛合金的强度和使用温度上限与钢相近，密度却只有钢的57%左右, 以钛代钢的减重效果显而易见。
铝合金的密度虽小，但由于强度显著低于钛合金，其“比强度”仍不及钛合金，尤其当零部件工作温度较高时，使用温度上限较低的铝合金更不得不让位给钛合金。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。
钛有两种同质异晶体： 882C以下为密排六方结构a钛，882C以上为体心立方的［3钛。
钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
钛合金具有如下特性：强度高：钛合金的密度一般在cm3左右，仅为钢的60%纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
因此钛合金的比强度（强度/密度）远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。
目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
热强度高：使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450〜500C的温度下长期工作这两类钛合金在 150C〜500C范围内仍有很高的比强度，而铝合金在 150C时比强度明显下降。
钛合金的工作温度可达 500C，铝合金则在200C以下。
抗蚀性好：钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。
但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
低温性能好：钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。
低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7,在-253C下还能保持一定的塑性。
因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。
化学活性大：钛的化学活性大，与大气中 ON、H CO CO2水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。
含碳量大于％寸，会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时，与N作用也会形成TiN钛合金制品硬质表层：在600C以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。
吸收气体而产生的硬脆表层深度可达〜 mm硬化程度为20%〜30%钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。
导热系数小、弹性模量小：钛的导热系数入二（）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降 50%钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2〜 3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
它是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。
1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。
当零部件的工作温度较低时，铝合金又遇到了比钛合金更强劲的竞争对手一一复合材料，原本属于它的“领地”又往往被“比强度”更优越的复合材料所“侵占”。
铝合金和钢在飞机上的用量就是在上述情况下逐渐缩小的。
好在铝合金和钢的成本要比钛合金和复合材料低得多，只要能满足预定飞机性能指标，铝合金和钢就仍有立足之地。
第四章近世的探索20世纪60年代以硼/环氧为代表的先进复合材料问世，这源于军机结构减重需要，复合材料逐渐得到了航空工业的认可和推广到其他非军事航空领域。
为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要，先后研制和生产了以高性能纤维（如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等）为增强材料的复合材料，其比强度大于 4X106厘米（cm）, 比模量大于4X 108cm根据飞机不同位置使用不同材料已达到最大化的减轻飞机重量并提高。
（飞机基本框架）根据飞机不同位置对材料的不同要求，使用不同材料以达到最大化的减轻飞机重量并提高飞行速度的目的。
这就是我们不断探索寻求新材料的目的。
现在，铝、钛、钢和复合材料已成为飞机的基本结构材料。
复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。
它既保留原组成材料的重要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能，与一般材料的简单混合有本质区别。
根据飞机的构造，我们致力于探寻机体材料（包括结构材料和非结构材料）、发动机材料和涂料，其中最主要的是机体结构材料和发动机材料。
机体主要由机翼和机身组成，由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、发动机壳体、航天飞机结构件等。
随着复合材料的广泛应用，飞机的性能也达到了一个新的高度，飞行变得越来越高速化、机动化、隐形化、智能化、微型化、无人化、电子化。
各式飞机都随之得到了改良。
飞行速度和飞行高度都得到提升。
尤其是飞行时克服天气因素及地理环境的影响的能力得到大幅度提升。
这在一定程度上得益于材料的发展。
用于构建飞机的复合材料，最基本要求具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能。
目前用于飞机的主要有树脂基复合材料、碳纤维复合材料等。
接下来，我们来了解一下他们的特点。
树脂基复合材料最早于 1932年在美国出现， 1944年 3月在莱特 - 帕特空军基地试飞成功一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机。
进入20 世纪 70 年代，出现了先进复合材料（Advanced Composite Materials, 简称ACM树脂基复合材料具有以下优点：1）比模量、比强度高：2）抗疲劳性好：一般情况下，金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的20〜50%, CF增强树脂基复合材料的疲劳极限是其拉伸强度的70〜80%3）减震性好；4）过载安全性好；5）具有多种功能（耐烧蚀性好、有良好的耐摩擦性能、高度的电绝缘性能、优良的耐腐蚀性能、有特殊的光学、电学、磁学性能）；6）成型工艺简单；7）材料的结构、性能具有可设计性树脂基复合材料具有各向异性、不均质、呈粘弹性、纤维（或树脂）体积含量不同，材料的物理性能差异、影响质量因素多，材料性能多呈分散性等特点。