航空材料的发展现状与展望
航空材料的发展现状与展望
-----08032328冯绍红摘要:航空材料的发展事关我国近后几年甚至几十年航空技术的发展,间接关乎我国空中力量的强弱.对于科技迅猛发展的现代,空中力量是一个国家强弱的标志.在此介绍现代飞机和先进航空发动机的技术特点及其对材料和构件的需求;指出了目前我国航空材料研究中的关键技术,分析了其中一些主要项目的发展现状、存在问题和解决办法;最后,对我国航空材料和热工艺技术的发展方向、前景做以分析并提出个人的建议。
关键字:航空材料;复合材料;合金;超高强度钢
航空材料的发展现状
科学技术发展和国民经济建设的重要支柱以及21 世纪关系国家安全、推动技术进步和经济发展的三大关键技术之一是先进材料。航空材料及其制备技术是航空三大关键技术之一,是材料科学领域中富有创造性和开拓性的一个重要分支,是航空现代化和高科技发展的物质基础。先进材料还是航空技术的先导,先进飞机和航空发动机对材料技术的依赖性越来越大,航空材料是航空产品的技术性能、生存能力、延长寿命和提高经济可承受能力的基础,属于优先发展、重点突破的关键技术。航空材料的研发和应用水平也反映着一个国家的综合实力和科技水平。
从1980年到2000年以来,现代航空材料取得了重大发展,图1示出飞机用结构材料的发展趋势,目前国外干线客机和军用飞机各类材料
结构质量分数占比
见表1 ,2 ,从表中
可以看出,现役飞
机仍以铝合金为主,
钢用量趋于减少,
钛合金用量显著增
加,树脂基复合材
料已在承力件上得
到全面应用。现代飞机结构材料的发展目标和趋势是:
(1) 大力发展高比强度、高比刚度、高韧性、高损伤容限、抗腐
蚀、耐环境侵蚀的
先进结构材料和整
体结构,实现结构
减重。
(2) 积极开发
结构承载和功能一
体化的材料,要求
采用既承受气动载荷又具备多功能的复合材料和结构。
(3) 加强新材料疲劳寿命、耐久性和损伤容限的研究,提高机体的使用寿命和可靠性。
(4) 重视新材料及相关制备技术的研究,不断降低制造和维护成本。
航空发动机
的发展方向是提
高涡轮前温度、
提高压气机增压
比和降低油耗,
我国在发动机推
重比发展趋势方
面与世界各国的
差距仍有逐渐扩
大的趋势。
现代航空发动机结构材料总的发展趋势是,2000年以后传统金属
材料和工艺将逐渐被一些新型材料和先进制造技术所代替。其主要的特点是:
(1) 采用带热障涂层和各种先进冷却方式的单晶涡轮叶片或无冷却陶瓷、C/ C 复合整体涡轮,以适应1 650 ℃以上使用和满足减重要求。
(2) 减少压气机级数,采用整体结构;用高温钛合金和金属间化合物制造低展弦比无凸台空心叶片。
(3) 燃烧室采用短环形、浮壁结构,由金属发展到陶瓷浮壁、整体结构。
(4) 长寿命和降低全寿命成本,如F - 119 发动机总寿命为8 000
h ,发动机冷端和热端寿命要求分别达到4 000 h 和2 000 h 。
对航空材料的要求
高性能飞机的特点是具备优良的战术技术性能和机动性;安全可靠、长寿命以及具有良好的使用维护经济性,所以对新一代材料有以下要求:
(1) 高性能。要求质轻、高强、高模、高韧、抗疲劳、抗振动、耐高温、耐低温、抗氧化、耐腐蚀。
(2) 高功能、多功能。用于雷达、火控和隐身结构的材料要求有高功能的光、电、热、磁特性;承载和功能一体化以及多功能化。
(3) 复合化。采用树脂基、金属基、陶瓷基、C/ C 复合材料。
(4) 智能化。采用智能材料和结构,能实现自诊断、自适应、自修复和寿命预测。
(5) 近净形化。采用精铸件、精锻件、喷射成形件等工艺。
(6) 低成本。包括原材料、制备和加工、检验、评价以及维修方
面的低成本。
(7) 环境相容性。要求低、无污染,有良好的可回收性。
发展中亟待突破的技术问题
(1)钛合金构件
钛合金在飞机和发动机中的使用量也是衡量其先进性的重要指
标之一,如美国第四代飞机F - 22 机体钛合金使用量已达41 % ,其中,特大型钛合金整体锻件已广泛用于机翼和后机身;而美国先进的
V2500 发动机钛合金用量也达到了30 %左右。
我国航空用钛量与国外相差悬殊,进一步提高用量并赶上国际先进水平是目前我国钛合金应用研究的主要目标之一。美国在第四代飞机中采用了一批大型整体钛合金锻件,如F - 22 机身4 个承力框锻件重量达2～3 t ,机翼隔框锻件投影面积达5. 53 m2 ,而国内生产中等强度钛合金锻件的投影面积较小。这几年我国在高性能新型钛合金的开发和应用研究方面取得了一定的成绩, 特别是对高强度钛合金如TB6 、TB5 、TB8 、TC18 等和中强高韧钛合金如TA15 、TC4 、TC6等的研究已积累了较丰富的应用经验,但目前仍要加强新型高强、高韧、可焊、损伤容限型钛合金(如TC21钛合金) 和中等强度高损伤容限型钛合金(如Ti - 6Al- 4V EL I) 等的研究和在新机种上的应用。
我国耐热钛合金开发和应用方面也落后于工业发达国家,英国的600 ℃高温钛合金IMI834 已正式应用于多种航空发动机,美国的Ti - 1100 也开始用于T55- 712 改型发动机,而我国用于制造压气机盘、叶片的高温钛合金尚在研制中。其他像纤维增强钛基复合材料、抗燃
烧钛合金、Ti - Al 金属间化合物等虽都立项开展研究,但要实际应用还需一个过程。
为此,建议加速进行适应损伤容限设计需要的高强韧钛合金TC21 合金和中等强度高损伤容限型Ti -6Al - 4V 的研制和工程化应用研究;发展大型整体模锻件的锻造技术、焊接技术,包括大型锻件的拼焊、超塑成形/ 扩散连接技术及相应的装备;加强高温钛合金成分和热工艺研究,解决蠕变抗力和热稳定性的最佳匹配问题;进一步开展大型、薄壁、复杂钛合金精密铸件的研究和应用;发展钛合金构件防热耐冲刷的涂层等技术。
(2)铝合金构件
铝合金是飞机结构的主要材料。F - 22 战机采用了当时(20 世纪80 年代初) 最先进的高纯铝合金7050和2124 ,用作机体内部的框架、加强肋、腹板、接头件以及某些蒙皮等结构,其重量占前机身的50 % ,中机身的35 % ,后机身的22 % ,中央翼的23 %。90 年代以来,航空铝合金发展有了重大突破, 研制成功了以7150 、2524 、7055 、2197 为代表的高性能铝合金,满足了新型低成本、多用途第四代战机设计选材的需要。1995 年开始研制、2000 年首飞的F - 35 战机上采用了这几种最先进的铝合金,其总用量在30 %以上,仍占主体地位。
图3为飞机用铝合金屈服强度近年来的发展情况及其应用年份。80 年代以来,采用快速凝固粉末冶金工艺研制成功Al - Fe - Mo - Si 系高温铝合金,它们在150～350 ℃间仍具有良好性能。高温铝合金、阻尼铝合金已取得初步成果,复杂薄壁精密铝合金铸件已用于直升机
粒子分离器前机匣(薄壁整体封闭型腔、无余量三层结构) 和飞机进气道唇口铸件( Ⅰ类,ZL114A 合金) 。
图3
在我国,已经在“七五”、“八五”期间对几类先进铝合金进行了一定程度的开发,但还需进行工程化应用研究。另外,大规格的铝合金预拉伸厚板的需求进一步扩大,国内现有的设备还需进一步改造。
为此建议,根据第四代机的需求,重点开展抗拉强度在700 MPa
以上超高强度铝合金和耐温在150～300 ℃以上的高温铝合金;重点
加强现有铝合金的标准体系研究和新型铝合金工程化研究,开展大规格厚板应用和熔炼、轧制、热压、等温锻造工艺研究;加强铸造铝合金及其复杂薄壁零件的研究;筹建大吨位锻压设备,用于大规格型材、挤压壁板和大规格厚板的生产。
(3)超高强度钢
超高强度钢在现役飞机中约占5 % ,用于重要承力件中,如起落架、
翼梁、承力螺栓等,其中第I 类为低合金超高强度钢,具有中、高强度
和中等断裂韧性,如GC - 4 , ЗИ643 ,300M ,35NCD 等;第II 类为
高Co 的低碳二次硬化高强度钢,严格控制Si ,Mn 含量,采用碳化物
二次硬化,具有超高强度、高断裂韧性和低裂纹扩展速率( d a/ d N ) ,
如AF1410 ,Aermet 100 ,Aermet310 等;第III 类为新型耐蚀高强度
钢、新型不锈钢和齿轮钢。表3列出几类超高强度钢的典型力学性能,
表3
其中Aermet100 比强度高,已成功用作F - 22 飞机起落架,近年来俄
罗斯研制出的超高强度钢КВК42 和ВКС240 强度已分别达到2
200 MPa 和2 400 MPa 。
我国超高强度钢已成功用于现役机种,使起落架的寿命达到与机
体同寿。强度更高、韧性更好的超高强度钢正在应用研究中。近期还
发展了两种具有高断裂韧性的超高强度耐蚀不锈钢和齿轮钢。
当前除应进一步提高超高强度钢大型锻件的质量外,还应加强新
一代机种所需要的超高强度钢、新型高强度耐蚀钢、齿轮钢以及σb
≈2 400 MPa 的超高强度钢的研究。
(4)复合材料构件
复合材料的使用量及其性能水平已成为飞行器先进性的重要特征之一,如美国F - 22 飞机树脂基复合材料用量达24 % ,F - 35 (J SF) 飞机的复合材料使用量达30 %。我国的复合材料研制和开发能力已初具规模,并能生产出一些大型复合材料构件,但用量较低,在应用基础研究方面尚待加强;树脂尚未形成系列,质量不稳定;国内基础工业也较薄弱,一些增强材料尚不能完全立足于国内;复合材料与制造技术的工程化问题尚待解决,过去的成果大部分是在试验室完成的,缺乏工业化、批量生产和规模化生产的经验,低成本的复合材料制备和加工技术研究还不够深入。
20 世纪70 年代以来,在金属、陶瓷、石墨基体中添加不同增强剂的高温结构复合材料已取得重要发展,图4示出了高温结构复合材料的使用温度范围。
(1) 金属基复合材料。
近年来,以铝、钛及金属间化合物为基的复合材料也取得了重大进展,如以SiC 纤维增强的Ti 、Ti3Al 、TiAl 和MoSi 为基的复合材料。采用高熔点金属间化合物Nb3Si 或Nb5Si3 加入Nb 合金中形成Nb - Si 自生复合材料,工作温度较单晶高200 ℃,密度比第三代单晶低25 % ,也是一种有应用前景的金属基复合材料。
(2) 陶瓷基复合材料。
目前主要的陶瓷基复合材料产品是以SiC 或C 纤维增强的SiC
和Si3N4 基复合材料,用于制造静止零件,如加力筒体、燃烧室瓦片、喷嘴、火焰稳定器等以代替高温合金。增韧Si3N4 、SiCF/ SiC 和
图4
CF/ SiC 复合材料分别耐温1 350 ℃、1 450 ℃和1 650 ℃,国内外已制成多种全陶瓷模拟件,并在进行试验评定。
(3) C/ C 复合材料。
C/ C 复合材料由于具有密度小于2 g/ cm3 、耐温高于2 000 ℃以及高强度、高模量、高导热性、低膨胀率以及良好的抗蠕变和抗热冲击性等优点,已成功应用于火箭发动机的喷管喉衬、隔热瓦片和飞机刹车块等部位,这种材料主要的弱点是抗氧化性差,因此,发展新的涂层系列将成为C/ C 复合材料应用于高推比发动机的关键技术。
为此,建议加强设计所、试飞院和材料、工艺院所的联系,建立对复合材料试验件设计、试验、试飞管理体系,进行跟踪检查,积累数据,
制定相应的设计规范和准则;在“十五”计划中,安排一些型号需要的高性能树脂、固化剂、促进剂等原材料的试制和生产,同时安排一些大型复合材料结构件的设计- 制造工艺- 材料一体化的研究;加强顶层设计,根据型号需求,加强材料与设计、材料与制造工艺之间的统筹规划,明确优先发展的材料和构件及其制造技术;适当安排下一代高性能的非聚合物为基的复合材料和制备工艺技术,如用于压气机叶片和盘件的钛基复合材料,用于发动机燃烧室调节件的SiC 纤维强化陶瓷基复合材料及其制造技术等。
我国航空材料技术的发展方向
我国航空材料的发展目标是实现“探索一代、预研一代、研制一代、生产一代”的叠代进步和跨越式发展。
(1) 研制和应用新型飞机、发动机用高比强、高比刚金属、非金属、复合材料及综合性能优异的材料,进一步提高飞机的隐身性能和发动机的推重比,延长使用寿命,促进新型铝合金、钛合金、复合材料的研制和应用,提高其所占重量比例,进一步降低飞机、发动机、机载设备及武器装备的结构重量系数。在“十五”期间,通过采用材料、设计、工艺综合措施,使树脂基复合材料的用量技术储备达到25 %以上,钛合金的用量技术储备达到20 %～30 % ,同时加强Al - Li 合金的应用研究,不断扩大Al - Li 合金和高纯高强新型铝合金的使用量。
(2) 研制和应用高推重比发动机风扇、压气机、涡轮、燃烧室等重要部件所需的关键材料,包括高温钛合金、粉末盘、单晶叶片材料等,提高发动机涡轮前温度和推重比;发展金属间化合物以及以金属、
环氧、陶瓷为基的耐高温复合材料和C/ C 复合材料等,进一步提高涡轮进口温度,并逐步研究和开发能满足更高推重比发动机用的新材料及其制备技术。
(3) 研制和应用新型功能材料,提高机载设备和导弹的性能。重点发展红外材料、激光晶体、功能陶瓷、压电材料、增透薄膜等材料,以及隐身材料和隔热、抗氧化、封严、耐磨等高推比发动机用涂层材料;开展对阻尼减震降噪、防弹装甲、密封、绝缘、形状记忆、导电高分子材料、耐高低温橡胶等材料的应用研究,跟踪智能材料和高温超导材料的世界先进水平。
(4) 加强新材料的应用及应用技术基础研究,不断提高航空产品的可靠性和寿命,特别要重视开展综合环境下的寿命研究。
(5) 改善科研、生产和试验条件,有计划地建立某些材料和工程研究重点实验室、科研生产中心和基地。
我国航空材料技术的发展前景
（1）钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而得到广泛应用,在飞机和发动机中的使用量也是衡量其先进性的重要指标之一，而我国航空用钛量却与国外相差悬殊,因此进一步提高用量并赶上国际先进水平是目前我国钛合金应用研究的主要目标之一。
（2）铝合金具有质轻、易加工、耐久性高、适用范围广等特点。主要用做机体内部的框架、加强肋、腹板、接头件以及某些蒙皮等结构,其重量占前机身的50 % ,中机身的35 % ,后机身的22 % ,中央翼的23 %。因此为响应发展对飞机重量的要求对铝合金还需开发研究。
（3）超高强度钢主要用于重要承力件中,如起落架、翼梁、承力螺栓等。为使起落架的寿命达到与机体同寿，对强度更高、韧性更好的超高强度钢的需求迫在眉睫。
（4）复合材料能解决各种材料性能的兼容性问题，因此机体中复合材料用量还有待增多。
课程的收获和建议
通过本课程的课本知识的学习和老师幽默风趣的教学，让我初步了解到了航空材料对航空科技发展的重要作用以及航空材料在航空领域的具体运用。航空材料的研发和应用水平直接反映着一个国家的综合实力和科技水平，它是改善航空飞机各项性能的硬性指标，代表着一个国家空中力量的强弱。但是，作为新一代大学生的我们无论是基于对自身知识的积累还是基于对国家未来的航空发展所该做的贡献，本课程所学的内容还远远不够，不过通过了本课程的学习为我们以后更深入的学习奠定了基础，也增加了学习的兴趣。
建议：（1）本课程所授知识大多阐述性的，长时间的听课会是人困乏，建议多点互动，比如课后将下节课授课内容告知同学，同学课后准备并在课前跟老师交流一下，课间老师可以挑选几位准备很好且内容有特色的同学讲述他的观点及看法。
（2）课内可以放点与航空材料有关或航空材料的运用现状的视频资料。
（3）开设航空材料实验课，让我们了解事物，力求理论与实践相结合。
航空用钛合金的发展概况
航空用钛合金的发展概况 □北京航空材料研究院曹春晓 摘要：航空用钛合金近期工程化发展中呈现出一些技术创新的"亮点"，其中工艺创新的亮点比成分创新的亮点更多一些。这些亮点包括阻燃钛合金、钛基复合材料、纤维钛层板、超塑性钛合金、特大整体结构件锻造工艺、金属型精铸工艺、大型整体结构件精铸工艺、激光成形工艺、摩擦焊工艺和β热处理工艺等。 关键词：钛合金飞机发动机热处理工艺 ２０世纪５０年代，军用飞机进入了超声速时代，航空发动机相应地进入喷气发动机时代，原有的铝、钢结构已不能满足新的需求。钛合金恰恰在这个时候进入了工业性发展阶段，由于它具有比强度高、使用温度范围宽（－２６９～６００℃）、抗蚀性好和其他一些可利用的特性，因此很快被选用于飞机及航空发动机。５０年来的世界钛市场中最大的用户始终属于航空。当前，航空仍然占５０％左右市场份额。 受２００２年"９．１１"事件影响，美国２００３年钛工业产品发货量降至１５６２５ｔ（２００２年为１６０７１ｔ），日本２００３年钛加工材发货量则降至１３８３８ｔ（２００２年为１４４８１ｔ），而中国从２０００～２００４年的钛加工材销售量却一直以很高的速度增长（见表１）。 １９９３年以后，几乎看不到新推出的工业性钛合金，而钛合金工艺方面的创新却屡见不鲜。这既与冷战时代的结束有关，也与工艺创新往往起到事半功倍之效有关。 一、钛合金在飞机及航空发动机上的用量不断扩大 . 飞机机体的钛用量 表２中列出的－１８、Ａ－２２、Ｆ－３５三大战斗攻击机和Ｂ－２轰炸机是美国在２０１５年前保持空中优势的４块"王牌"。由表２可知，总的发展趋势是钛在飞机机体上的用量不断扩大。－１８在不断改型的过程中其钛用量也不断增多。 民用飞机的钛用量也在不断扩大（图１和表３）。 我国战斗机的钛用量也在不断扩大：２０世纪８０年代开始服役的歼八系列的钛用量为２％，两种新一代战斗机的钛用量分别为４％和１５％，更新一代的高性能新型战斗机的钛用量将达２５％～３０％。 . 航空发动机的钛用量 从表４和图２可知，国外先进发动机上的钛用量通常保持在２０％～３５％的水平。 我国早期生产的涡喷发动机均不用钛，１９７８年开始研制并于１９８８年初设计定型的涡喷１３发动机的钛用量达到１３％。２００２年设计定型的昆仑涡喷发动机是我国第一个拥有完全自主知识产权的航空发动机，钛用量提高至１５％。即将设计定型的我国第一台拥有自主知识产权的涡扇发动机又进一步把钛用量提高到２５％的水平。 二、航空用钛合金近期工程化发展中的一些"亮点" . 阻燃钛合金闪亮登场 为了避免"钛火"，俄罗斯曾研制了含Ｃｕ高量的ＢＴＴ－１和ＢＴＴ－３阻燃钛合金，但由于其力学性能和熔铸性能差而未能工程化。美国发明的ＡｌｌｏｙＣ（Ｔｉ－３５Ｖ－１５Ｃｒ）阻燃钛合金近期已成功地应用于Ｆ１１９发动机（－２２战斗机的动力装置）的高压压气机机匣、导向叶片和矢量尾喷管。这是高温钛合金领域的最新亮点，也是钛发展史
建筑业用钢现状和发展趋势分析
建筑业用钢现状和发展趋势分析 建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一，近年来，我国建筑业发展十分迅速，每年的房屋施工面积在 15 亿平方米以上，农村及其他个人建房约30 亿平方米。随着我国国民经济和第三产业的发展，人民生活水平的提高和国家安居工程的实施，预计今后几年我国城镇住宅建设每年在 16 亿平方米以上，农村及其他个人住宅建设每年在60 亿平方米以上，宾馆、饭店、写字楼、商店及其他公用建设等每年约 2 亿平方米左右，工业厂房及其他建筑约 6 亿平方米左右。与此同时，新建筑物装修的工程量急剧增加，老建筑物翻新周期明显缩短，装修材料也向豪华、实用方向发展。我国建筑装饰投资占建筑工程总投资的比例，已从20 世纪80 年代的 20%左右提高到现在的40%-50% ，增长势头相当强劲。 我国建筑业用钢现状 我国建筑用钢的主要用户是民用房施工单位、基础设施建设单位和工业厂房。民用房地产施工单位是建筑用钢的最大用户，其用钢量约占建筑钢材总消费量的60%以上，基础设施建设单位一般为国有大型企业，其用钢量占总消费量的20%，工业厂房也是建筑用钢重要消费客户，其消费量占总消费量的15%左右。 从建筑用钢的发展历史来看，1980 年以前，我国采取限制用钢政策，房屋建筑以砖混 结构为主，辅以钢筋混凝土结构，提倡以其他材料代替钢材，尽量节约用钢；上世纪80 年代后期到 90 年代初期，采取合理用钢政策，大量建筑、尤其是大量公共建筑，采用现浇混 凝土楼板，提高了建筑结构的抗震性能和工程的整体质量；90年代后期到现在，建筑用钢的品种和数量均有较大提高，采取鼓励合理用钢的政策，限制建造砖混结构建筑，钢筋混凝土建筑在这一时期得到了快速发展。 建筑用钢是我国钢材消费的最主要行业之一，年产量和消费量一般占钢材总产量和消费 量的比重在 55%左右。我国正处于工业化时期，固定资产投资较高，基础设施规模较大， 同时我国城镇化水平不断提高，对建筑用钢材的需求量较大。据统计，2004 年我国建筑用钢材总消费量 15180 万吨，占钢材总消费量的55%。从品种结构看，以螺纹钢筋与线材为主，其中螺纹钢筋消费量6500 万吨，占建筑用钢的43%，线材消费量 4350 万吨，占建筑用钢的 29%，薄板消费量1800 万吨，占建筑用钢的12% 。 从建筑用钢的供需情况来看，由于建筑用钢技术含量低、准入门槛低、见效快等特点， 因此建筑用钢已成为近年国有中小型钢铁企业和民营企业的主要建设项目。同时，由于近两年来国内建筑用钢需求量增长迅速，导致建筑用钢的需求量增长较快，许多民间资本纷纷进 入建筑钢材领域，国内建筑用钢生产能力增长迅速，现在国内的建筑用钢材已经处于供过于 求的局面，螺纹钢筋价格已从2004 年初的平均3600 元 /吨降至现在的2900 元 /吨，降价幅度较大，多数企业已处于微利或亏损状态；建筑用中厚板、热轧薄板产品近期国内生产量较大，价格跌幅较大，中国钢铁工业协会近期已召开关于降产、保价、稳定市场的座谈会。另 外，由于建筑用钢属于低附加值、高能耗、高污染产品，销售半径较小，产品基本不考虑进 出口，立足于国内生产，国内消费。
灌浆材料的发展现状与展望模板
灌浆材料的发展现状与展望 摘要：灌浆工法作为防渗补强加固的一种重要手段，其灌浆材料起着至关重要的作用。本文对灌浆材料的种类及其使用性能作了详细的描述，同时对今后浆材的发展方向提出了展望。 关键词：灌浆灌浆材料 注浆法出现于19世纪初，注浆工法在水利水电工程中多称灌浆法。采用灌浆技术以解决土建工程的有关技术难题，至今已有一个世纪的历史。浆液注入到地层中去的方式是该工法的关键。随着注浆技术的广泛应用，注浆材料得到了较大的发展。注浆材料从最早的石灰和黏土、水泥，发展到今天的水泥－－水玻璃浆液、各种化学浆液。而注浆材料的开发与应用，又反过来推动了注浆工法在更广泛的领域内的应用。通常说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的材料。习惯上把注浆原材料分为粒状材料和化学材料两个系统。而浆液是同主剂、固化剂，以及溶剂、助剂经混合后所配成的液体，分为溶液型和悬浊液型两大类。 1 灌浆材料的种类及其特点 1.1 溶液型浆材 溶液型浆材又叫化学浆材，可分为水玻璃类、木质素类灌浆材料、丙烯酰胺类灌浆材料、丙烯酸盐类灌浆材料、聚氨酯类灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、甲基丙烯酸酯类灌浆材料、脲醛树脂类、其它类化学灌浆材料。1.1.1 水玻璃类灌浆材料 水玻璃（硅酸钠）是化学灌浆中最早使用的一种材料，水玻璃类浆液是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂组成。其无机胶凝剂有氯化钙、铝酸钠、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸铝、混合钠剂等，有机胶凝剂有醋酸、酸性有机盐、有机酸酯、醛类（乙二醛类）、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可与水玻璃溶液在被灌体内生成硅酸凝胶。 灌浆用水玻璃模数在2.4~3.4之间为宜，水玻璃溶液的浓度在35~45°Be'为宜。 水玻璃类浆材主要特点及性能： (1) 胶凝时间从瞬间~24小时不等； (2) 固砂体强度可达6MPa； (3) 粘度从1.2~200×10-3Pa·s； (4) 可灌性好，渗透系数可达10-5～10-6cm/s，可灌入 0.1mm以上的土层。 (5) 毒副作用小，造价低。 1.1.2 木质素类浆液 木质素类浆液由纸浆废液、胶凝剂和促凝剂等组成。木质素类浆液包括铬木素和硫木素浆液两种。铬木素浆液的固化剂是重铬酸钠。但重铬酸钠毒性大，难以大规模使用。硫木素浆液是在铬木素浆液的基础上发展起来的，是采用过硫酸铵完全代替重铬酸钠，使之成为低毒、无毒木质素浆液，是一种很有发展前途的注浆材料。
新型功能材料发展趋势
新型功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等
中国航空航天事业的现状与未来
中国航空航天事业的现状与未来 随着中国社会主义市场经济体制的初步建立和不断完善，从1956年至今，我国的航空航天事业取得了令世人瞩目的成就。航空航天事业的发展也带动了一系列科学技术的进步，其中包括天文学、地球科学、生命科学、信息科学以及能源技术、生物技术、信息技术、新材料新工艺等的研究与发展，同时各种卫星应用技术、空间加工与制造技术、空间生物技术、空间能源技术大大增强了人类认识和改造自然的能力，促进了生产力的发展。 中国政府高度重视航空航天产业的发展，将其作为国家战略性新兴产业和优先发展的高技术产业。经过艰苦努力，中国依靠自己的力量，研制并成功发射了15种类型、近50颗人造地球卫星和3艘试验飞船。如今，航空航天行业是支持整个中国的重要行业。 航天技术的直接应用为人类可持续发展开辟了更广阔的道路，不仅提高了人类生活的质量，改善了人类的生活环境，还将发挥保护人类、保护地球的重要作用。比如，卫星通信技术为现代社会提供了电话、电报、传真、数据传输、电视转播、卫星电视教育、移动通信、数据收集、救援、电子邮政、远程医疗等上百种服务，使人类生活方式发生了重要变化。而载人航天、空间站、天体探测与地外资源开发技术又为人类的未来开辟了美好的前景。航空航天事业对国家，在军事国防上讲，具有中流砥柱的地位。这也是为什么我国开展“两弹一星”工程的主要原因。拥有航天火箭发射能力，是一个国家拥有核威
慑力能力，远程核打击能力的前提条件。现代战争，是海陆空天为一体的立体复杂信息化战争。拥有制空权、制天权是战争胜利的关键所在，因此，航空航天事业的发展直接影响到国家安全和国防力量。 航天技术作为高科技前沿，其产业化依赖于整个国民经济与社会生产力的发展水平以及传统产业的支持。航天产业与传统产业之间有着相互渗透、相互促进、共同发展的关系。航天技术的发展将牵引传统产业技术水平的提高，航天技术发展过程中产生的许多新技术、新工艺、新材料和新产品，可以直接或经过二次开发后在传统产业中进行推广、应用和移植；航天技术的管理方法、通用软件、人才和设备优势也可以为传统产业借用，极大地促进传统产业的升级。 如今，中国航空航天事业面临难得的发展机遇。我们将继续以大型飞机、载人航天和探月工程、中国第二代卫星导航，以及高分辨率对地观测系统等重大专项为引领，加强航空航天与全国工业和信息化系统的顶层衔接，促进军民用技术相互转移和军民融合式发展，全面振兴航空航天事业，不断扩大国际交流与合作，与世界同行共享发展成果。未来一段时期，我国将不断推出产业发展政策，积极扶持航空航天产业的发展。
航空材料的特点
航空材料的特点、发展现状和问题解决 2007/8/9/08:51 来源：广东涂装网 航空材料的特点、发展现状和问题解决 2007/8/9/08:51 来源：广东涂装网 由于航空产品具备高科技密集、系统庞大复杂、使用条件恶劣多变，要求长寿命、高可靠性和品种多、批量小等特点，从而使航空材料也相应地具有一系列特点： （1）种类、品种、规格多。航空材料按用途分有结构材料、功能材料及工艺与辅助材料三大类：按化学成分分有金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料以及各种复合材料。各类材料又涉及众多的牌号、品种与规格。 （2）高的比强度（σｂ/ρ）和高的比刚度（Ｅ/ρ）是航空结构材料的重要特点。减轻结构重量既可增加飞机、直升机的运载能力，提高机动性，加大航程，又可减少燃油消耗。因此，高强度铝合金、钛合金以及先进复合材料在航空上得到广泛的应用。 （3）高温合金是航空材料极其重要的组成部分。燃气涡轮（包括涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴）发动机是现代飞机、直升机的主要动力装置，而各类高温合金则是制造现代航空燃气涡轮发动机的关键材料。随着发动机推重比（或功重比）的提高，涡轮前温度也随之升高，对材料的耐温要求也愈来愈高。 （4）质量要求高。由于飞机、直升机是一种载人反复运行的产品，在规定的使用寿命期内，对使用可靠性、安全性有着极其严格的要求。为此对航空材料要进行严格的质量控制。 （5）抗疲劳性能是航空材料的另一个突出特点。大量的事实说明，在飞机、发动机所发生的失效事件中，约80%以上是各种形式的疲劳损伤所引起。航空材料的抗疲劳性能是关系到航空产品使用可靠性和使用寿命的一项非常重要的性能指标。 （6）成本高、价格贵。由于航空产品品种多样而批量小，相应地航空材料的牌号品种也多，批量也小，难以形成规模化生产，同时质量要求又高，从而导致材料的成本高，价格贵。材料费用在航空产品成本中占有很大比重。如何降低其价格是航空材料发展的一个重要努力方向。 我国航空材料的发展现状 中国航空产业经历了从修理、引进、仿制到改进、改型和自行设计研制的发展历程。用以制造航空产品的材料也经历了引进、仿制、改进、改型和自行研制的发展历程。到目前为止，我国已定型生产的航空用金属、有机高分子材料、无机非金属材料以及复合材料的牌号约2000余个；已建成具有一定规模的航空材料研究与生产基地，拥有生产航空产品所需各类材料牌号、品种与规格的生产设备及检测仪器；先后制订了1000余份各类航空材料、热工艺及理化检测标准（包括国标、国军标与航空标准）；编写出版了《中国航空材料手册》、《发动机结构设计用材料性能数据手册》及《航空材料选用目录》等；颁布了"航空工业材料及热工艺技术工作规定"、"航空材料（含锻、铸件）技术管理办法"等法规性文件。从总体上看，我
中国磁性材料产业现状及其发展展望(1)
中国磁性材料产业现状及其发展展望(1) 摘要：磁性材料是各种电子产品主要的配套产品，无论是消费家电产品和工业类如计算机、通讯设备、汽车，以及国防工业均离不开磁性材料。当前，中国各种磁性材料的产量基本上世界第一，成为磁性材料生产大国和磁性材料产业中心。中国磁性材料的中长期市场前景十分光明，中国的磁性材料产品在全球的地位必将进一步提高。必须加强科技创新力度、加强技术改造加强企业管理水平，调整产业结构和提高产品档次，使中国磁性材料从大国走向强国。本文着重从宏观角度分析了中国磁体产业整体情况，介绍了稀土永磁材料特别是中国钕铁硼烧结和粘结产业现状，以及中国新型的稀土永磁材料的研究开发情况，同时对我国磁体产业发展前景进行了预测和分析。 1 中国磁体产业的发展历程 目前，全球的经济已进入了一个信息时代，作为一种功能材料，磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类：20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁；50年代初期开发的铁氧体磁体；60年代末开发的钐-钴磁体，包括第一代稀土永磁－SmCo5和第二代稀土永磁－Sm2Co17；80年代初开发的稀土永磁钕铁硼。而稀土永磁，特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分，在永磁材料中发展最快，平
均以每年10％的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚，起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少，所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987～1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段，其特点是起点低：由于投资小，设备简陋，生产设备基本完全是国产的，经营理念落后，仍局限于小生产的模式。 1997～20XX的五年是中国磁体产业发展的第二阶段，其特点是起点远高于前一阶段：投资强度大，引进一部分国外的先进技术设备，能够按先进的工艺路线组织生产，产品质量一般属中低档。 20XX年起，中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”，即高起点、高投入、高回报：1）产品瞄准特定用途所需的高档磁体；投资规模巨大，引进整条先进生产线；2）按现代化管理的理念，组织集约式分段联营的大生产：磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备，投资显著降低，效益则大为提高；3）按资本运作的规律运营，从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线，生产高档的磁体产品。 进入21世纪，发达国家的磁体生产由于成本过高，已难以为继，世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移，中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企
功能材料发展趋势
材料】功能材料发展趋势 功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占85%。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。 1、新型功能材料国外发展现状 当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等
浅谈世界航空发展现状及展望
浅谈世界航空发展现状及展望 西安高新第一中学张子彤 摘要：世界航空工业的发展重心应在提升飞机的灵敏度以及优化电子设备上。在3D打印技术及新材料石墨烯的飞速发展下，世界航空工业在这两方面将会有长足进展。但是因为存在像制造成本、能源消耗等因素导致的许多矛盾，未来世界航空工业的发展还会有很长的路要走。 关键词：世界航空发展现状，世界航空发展展望，飞机灵敏度，飞机电子设备 在当今社会中，航空工业无疑是国家重要的战略性产业之一。它不但在国际竞争中象征着强大的国防力量，而且对于我们的日常生活中的交通出行、工业运输等方面也具有重要意义。目前，世界航空工业的发展十分迅猛。尽管航空工业现状涉及到的领域非常之多，但我认为，如今世界航空工业的发展重心应在提升飞机的灵敏度以及优化电子设备上。 首先说飞机的灵敏度。对于民用飞机，普遍意义上灵敏度要求相对不是很高。但是由于发生了一系列因飞机对降落和起飞时场地灵敏度的欠缺导致的事故，民用飞机的发展越来越注重对飞机这方面的优化升级。 而对于军用飞机，在目前的各种机型中，灵敏度已成为了军用飞机优劣程度判定的一项重要指标。在战斗机领域，典型的如前苏联的
米高扬-米格29型战机，它的空重只有11000千克，爬升率更是达330米每秒，灵敏度极高，实战中也是战果累累。而在侦察机方面，则也需要高标准的灵敏度。再如美国曙光女神战略侦察机，拥有高音速的飞行能力，且全载重仅为83吨，十分的轻便。因此它的爬升率、闪避攻击的几率等十分强大，也拥有超高的灵敏度。也正是如此，曙光女神的侦查实力才如此强悍。 但是在世界各国发展更高灵敏度飞机的同时，也有不得不关注的问题。对于这种类型的飞机，减重至关重要，很小的重量被压缩都可能使得灵敏度大幅上升。目前有一些极端复杂但是十分轻便的零部件，但是因为技术问题只能望而却步。即使有一些可以制造出来，所耗费的时间也是十分漫长，更新换代更是缓慢，况且这还不谈及令人咋舌的成本。这些都极大地限制了飞机灵敏度的发展。 再说飞机上的电子设备，在信息时代的新型战略中，拥有超前的电子作战系统几乎就意味着拥有了主动权。所以即使需要耗费大量人力物力财力，世界各国也都在加紧研发更先进的电子作战系统。以便更精准的定位和打击，提升胜利的机率。 相似的，其实在这个方向上也出现了许多问题。譬如，在升级电子系统时，势必要牵扯到飞机重量的变化，而大多数情况下都是要增重的。这就要牵扯到飞机的灵敏度以及发动机牵引力等等方面。而且，因为依靠于现有的技术水平和材料水平，电子系统的发展明显被限制。
航空材料项目可行性研究报告
航空材料项目可行性研究报告 规划设计/投资分析/实施方案
航空材料项目可行性研究报告 总体来说，随着科技的发展和我国军事及民用领域对航空航天事业发 展的重视，未来除军事领域的相应需求外，航空在快递等相关业务上的需 求也在不断增加，因此，对航空材料的市场需求规模不断增加。在强大需 求的影响下及原材料产品的供应下，可以预计，随着下游行业的快速发展，中国航空材料需求将呈现持续增长的趋势，航空复合材料行业前景也将更 加明朗。 该航空材料项目计划总投资2421.57万元，其中：固定资产投资 1907.77万元，占项目总投资的78.78%；流动资金513.80万元，占项目总 投资的21.22%。 达产年营业收入3453.00万元，总成本费用2748.03万元，税金及附 加39.34万元，利润总额704.97万元，利税总额841.55万元，税后净利 润528.73万元，达产年纳税总额312.82万元；达产年投资利润率29.11%，投资利税率34.75%，投资回报率21.83%，全部投资回收期6.08年，提供 就业职位53个。 项目建设要符合国家“综合利用”的原则。项目承办单位要充分利用 国家对项目产品生产提供的各种有利条件，综合利用企业技术资源，充分 发挥当地社会经济发展优势、人力资源优势，区位发展优势以及配套辅助
设施等有利条件，尽量降低项目建设成本，达到节省投资、缩短工期的目的。 ......
航空材料项目可行性研究报告目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案
高铁用材料的现状和发展趋势
高铁用材料的现状与发展趋势 郑州大学材料科学与工程学院 橡塑模具国家工程研究中心 陈静波 2010-12-1
高速铁路是指 通过改造原有线路（直线化、 轨距标准化），使营运速率 达到每小时200公里以上， 或者专门修建新的“高速新 线”，使营运速率达到每小 时250公里以上 的铁路系统。
世界高铁发展状况 ?世界第一条高速铁路——日本新干线于1964年成功运营，最高时速300公里。 ?目前已有11个国家和地区共14，000余公里高速铁路投入运营。 中国40% 日本17%法国12% 德国9% 其他22% 世界高铁运营里程分布图
日本新干线 法国TGV 德国ICE 京津城际高铁
我国高速铁路现状2010.08.18 来源：人民网 目前，中国大陆投入运营的高速铁路已达到6920公里我国高速铁路运营里程居世界第一位，其中： ?新建时速250～350公里的高速铁路有4044营业公里 ?既有线提速达到时速200～250公里的高速铁路有2876营业公里 ?正在建设中的高速铁路有1万多公里 ?全国铁路每天开行高速列车1000列左右，平均上座率达到101.7%。高速铁路为广大旅客创造了美好生活
中国大陆目前已开通的高铁线路 2008年8月1日，京津城际高铁通车 2009年4月1日，石太客运专线通车 2009年9月28日温福、甬台温铁路通车 2009年12月26日，武广高铁建成通车 2010年1月28日，郑西高铁相继建成通车 2010年4月26日，福厦高铁通车 2010 年5月1日，成灌高铁通车 2010年7月1日，沪宁高铁通车 2010年9月20日，昌九城际高铁通车 2010年10月26日，沪杭高铁通车
镁基复合材料的研究发展现状与展望
——颗粒增强镁基复合材料 课程名称：金属基复合材料 学生姓名： 学号: 班级： 日期：2010/12/26
——颗粒增强镁基复合材料 摘要：镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能，是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。本文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况，镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能，并对它的发展趋势进行了展望。 关键词：镁基复合材料；制备方法；基体镁合金；颗粒增强体；性能 1.前言 与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。金属基复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等，其中颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向，正在向工业规模化生产和应用发展。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等，其中铝基复合材料发展最快；由于镁的密度更低(1.74 g／cm3)，仅为铝的2／3，具有更高的比强度、比刚度，而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能，镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小，且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能，受到航空、航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视．自20世纪8O年代至现在，镁基复合材料已成为金属基复合材料的研究热点之一。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比，具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点，是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。 2．制备方法 2．1粉末冶金法 粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具中冷压，然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压，最后加工成型得复合材料的方法。粉末冶金的特点：可控制增颗粒的体积分数，增强体在基体中分布均匀；制备温度较低，一般不会发生过量的界面反应。该法工艺设备较复杂，成本较高，不易制备形状复杂的零件。 2.2熔体浸渗法 包括压力浸渗、无压浸渗和负压浸渗。压力浸渗是先将增强颗粒做成预制件，加入液态镁合金后加压使熔融的镁合金浸渗到预制件中，制成复合材料采用高压浸渗，可克服增强颗粒与基体的不润湿情况，气孔、疏松等铸造缺陷也可以得到很好的弥补。无压浸渗是指熔的镁合金在惰性气体的保护下，不施加任何压力对增强颗粒预制件进行浸渗。该工艺设备简单、成本低，但预制件的制备费用较高，因此不利于大规模生产。增强颗粒与基体的润湿性是无压浸渗技术的关键。负压浸渗是通过预制件造成真空的负压环境使熔融的镁合金渗入到预制件中。由负压浸渗制备的SiC／Mg颗粒在基体中分布均匀。
大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析
第23卷第6期2008年6月 航空动力学报 Journal of Aerospace Pow er Vol.23No.6 J une 2008 文章编号:100028055(2008)0620976205 大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析 刘大响1,金 捷2,彭友梅1,胡晓煜3 (1.中国航空工业第一集团公司科技委,北京100012; 2.北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心,北京100083; 3.中国航空工业第一集团公司发展研究中心,北京100012) 摘 要:对军民用大涵道比涡扇发动机的现状和发展趋势等进行了阐述,从国家大型飞机工程的战略目标、大型飞机发动机的重要性和市场前景等方面,对我国大涵道比涡扇发动机的需求、现状和差距进行了初步分析,简要介绍了我国大涵道比涡扇发动机的总体方案,提出了发展我国大涵道比涡扇发动机的主要关键技术,并分别从大涵道比涡扇发动机、国际合作、材料工艺试验条件建设等方面,简要论述了关键技术解决途径与措施建议. 关 键 词:大涵道比涡扇发动机;综述;需求分析;关键技术;措施途径中图分类号:V231 文献标识码:A 收稿日期:2007208209;修订日期:2008204208 作者简介:刘大响(1937-),男,湖南祁东人,教授、博导、工程院院士,主要研究方向:发动机发展战略、发动机总体、稳定性分析 和评定、发动机数值仿真技术等. Summarization of development status and key technologies for large airplane engines L IU Da 2xiang 1,J IN Jie 2,PEN G Y ou 2mei 1,HU Xiao 2yu 3 (https://www.360docs.net/doc/8618081255.html,mittee of Science and Technology of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China ; 2.Aeroengine Numerical Simulation Research Center , Beijing University of Aeronautics and Ast ronautics ,Beijing 100083,China ;3.Develop ment and Research Center of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China )Abstract :The develop ment stat us and trends of military and civil high bypass pressure ratio (BPR )t urbofan engines for large airplanes has been summarized in t he paper.In t he as 2pect s of st rategical goals ,importance and marketing foreground of t he high BPR t urbofan engines for national large airplanes engineering in China ,t he requirement s ,stat us and gap s of high BPR t urbofan engines in China have been analysis briefly as well as t he int roduction of t he overall engine scheme for t he high BPR t urbofan engines wit h t he main key technolo 2gies for t he engines.In terms of military and civil high BPR t urbofan engines technologies ,international cooperation ,materials and techniques and test facilities ,some suggestion and app roach have been discussed for t he technical challenges wit h t he develop ment of high BPR t urbofan engines in China. K ey w ords :highbypass pressure ratio (BPR )t urbofan engine ;summarization ; requirement s ;key technologies ;app roach
中国航空运输业的发展现状及政策
中国航空运输业的发展现状及政策 目录 中国航空运输业的发展现状 1.中国航空事业发展的五个时期 2.中国航空事业的迅速发展 3.国际权威机构对现阶段中国航空物流业的评价 4.国内航运公司与国际航运公司经营模式的比较 5.现阶段中国航空物流发展存在的问题 中国航空运输业的发展政策 1.第五航权的开放 2.中国近期促进航空产业发展的新政策 3.绿色航空，发展低碳经济
我国航空物流可持续发展对策 1.加强战略联盟，形成优势互补。 2.完善客户管理，建立基于客户需求的营销体系。 3.完善航空物流综合运输网络。 4.协调各部门的工作，提供一站式服务。 5.大力发展信息化 一，中国航空运输业的发展现状 1903年,在美国两个生产自行车的兄弟俩莱特兄弟,发明了飞机.自此经过发展逐渐产 生了一个新的产业,航空物流产业. 新中国航空事业是从小到大逐渐发展起来的,大致经历 了5个发展阶段,即1949年到1957年的初创时期,1958年到1965年的调整时期,1966年到1976年的曲折前进时期,1977年到2001年新的发展时期，2002年之后的高速发展时期。 上个世纪的航空运输公司一定想不到中国当前在航空运输方面的广阔前景。然而，这一产业却实实在在地发展起来了。在1980年，中国航空货邮总运输量仅为8.8万吨，而2003年已经达到219万吨；国际航线的货邮运输量也从1980年的1.4万吨增长到2003年的51.4万吨。十几年来国内航空货运业务量量年平均增长20%以上,为世 界航空货运发展速度的三倍. 中国已经成为仅次于美国的全球第二大航空货运市场. 欧洲空中客车公司，在《全球市场报告》中指出，未来20年，中国的航空货运将保持较高的增长速度，航空货运将增长6倍，需要近400架货机。美国波音公司在《全球航空货运市场预测》中指出，中国国内航空货运量将增长7倍以上，中国市场占世界航空货运量份额将增长1倍以上。另据国际航空协会i（IATA）预测，中国将是全球航空货运增长速度最快的国家，将成为亚洲最繁忙的航空货运市场。中国的航空物流业。尽管经历了911和SARS等种种冲击，中国的航空运输都以一往无前的态势 迅猛发展。随着中国成为世界制造中心的趋势渐趋明显，已经有越来越多的鲜活产品（如水果、鲜花、海鲜等）、精密机械产品（如医疗器械）、电子产品（如计算机）、商务文件、通讯产品（如手机）需要通过飞机来进行运送。目前，在苏州、无锡，有80%的IT产品都通过飞机在48小时或者72小时之内被运到世界各地航空运输。在越来越讲求速度的趋势下，书籍、药品、软件、玩具等都将逐渐会成为航空物流的服务行业。 存在的问题
国外航空材料发展现状与趋势
业界聚焦 Focus 20116 军民两用技术与产品 15 国外航空材料发展现状与趋势 □中国航空工业发展研究中心 陈亚莉 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。其不仅是制造航空产品的物质基础，也是使航空产品达到人们所期望的性能、使用寿命与可靠性的技术基础。航空技术的进步与发展对航空材料的发展起着积极的牵引作用；同时，材料科学与工程技术的发展，新型材料的出现，制造工艺与理化测试技术的进步，又为航空新产品的设计与制造提供了重要的物质与技术基础，不断推动着航空产业的发展。 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，其已成为与航空发动机、信息技术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，航空材料的重要性位居第二。此外，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，是其它三项技术的物质基础及重要组成部分。 近年来，航空材料发展迅速，并呈现出以下趋势：首先，航空产品的更新换代对其所使用材料的性能提出了更新、更高的要求；其次，对传统材料的持续改进仍在进行；第三，更加强调航空材料的技术转移和产业化，采用先进方法实现航空材料工程转化工作高潮迭起。 航空材料技术高速发展 从1903年美国莱特兄弟以木材 (占47%)、钢材（占35%）和布料（占18％）为材料制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机至今，人类对航空材料的探索和研究走过了一段曲折的历程。目前，航空材料已发展到第5代。第5代航空材料主要有以下特点：一是复合材料技术飞速发展，水平大幅提高，其标志是“全复合材料”大型民用运输机、通用飞机、支线飞机、军用运输机，以及直升机的亮相；二是传统的金属材料仍是制造飞机的骨干材料，但不断推陈出新，涌现出一批新材料品种；三是各种功能材料的品种、性能与应用高速发展。 跨入先进复合材料时代。2003年，以波音787飞机的推出为标志，航空材料的发展进入了一个新时代，即“全复合材料”飞机时代，其意义不亚于20世纪以铝合金为主流的时代的出现。虽然“全复合材料”的说法有一定夸张，但这表明，复合材料极大程度地改变了飞机工业的生产模式。 当前，复合材料已成为飞机选材的主流，其在飞机中的结构重量比已从20世纪的40%左右上升到50%以上，有的机型甚至已达到80%～90%。以B-2和F-35为例，其复合材料结构重量比均在30%以上。从市场来看，航空复合材料也是急剧扩张。目前，航空复合材料的市场价值达到70亿美元，10年内将增长到140亿美元，即年均增长率7%，2016~2026年可能再翻一番，达到300亿美元。 在航空材料的技术发展趋势上，主要有以下几点：复合材料预 浸料品种及性能水平显著改进；工艺水平大幅度提高（主要表现为自动化技术迅猛发展、纺织复合材料/液态成形技术高速发展、非热压罐技术前景看好）；热塑性复合材料异军突起；模具模块化、重组化；大型设备不断出现；先进无损检测技术、复合材料数字化技术广泛应用；复合材料的普及与应用，使航空产品的全寿期成本明显降低。 久经考验和改进的传统金属材料仍是首选。尽管复合材料已成为未来航空材料的主流，但从目前情况来看，经过长期考验的、不断改进的传统金属材料仍是首选。而在传统金属材料中，铝、钛、钢及高温合金等材料仍占主导地位。 在飞机的重量百分比中，铝仍占20%～60%，钛占10%～40%；在先进飞行器中，钢是不可缺少的材料；而高温合金仍是航空动力装置的主流材料。传统金属材料的研发重点主要在于不断改进、降低成本，以谋求长期发展。 以轻合金为例，铝和钛在飞机上的使用非常广泛。近年来，铝合金发展呈现出新品种不断出现、实现替代复合材料，以及第三代铝锂合金投入使用等趋势。实践证明，在很多情况下，采用铝合金都比采用复合材料更有利。 钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好等优点，因此其在军用和民用飞机上的用量不断增加，已成为航空领域不可或缺的重要材料。其中F-22及F-35等飞机是钛合金的大用户，钛合金在F-22及F-119飞机上的用量均达到其结构重量的40%。
新材料产业发展现状及趋势
新材料产业发展现状及趋势 “十五”期间，在我国新材料产业发展过程中，国家给予了大力支持，初步形成了比较完整的新材料产业体系。“十五”期间发布的《国家计委关于组织实施新材料高技术产业化专项公告》，通过100多个产业化专项的实施．有力地推动了我国具有自主知识产权的新材料产业的发展，在电子信息材料、先进金属材料、电池材料、磁性材料、新型高分子材料、商性能陶瓷材料和复合材料等方面形成了一批高技术新材料核心产业。“十一五”期间又进一步加大了支持力度。按我国目前经济发展趋势预计，新材料需求增长速度将高于经济增长速度，按10％的增长速度计算，到2010年我国新材料市场可达6500亿元。新材料产业也已成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 我国新材料产业的发展现状 当前，我国的新材料产业在国际产业布局中正处于由低级向高级发展的阶段，随着对外开放和与全球业界的广泛交流合作，我国新材料产业正呈现快速健康发展的良好状态，在一些重点、关键新材料的制备技术、工艺技术、新产品开发及节能、环保和资源综合利用等方面取得了明显成效，促进了一批新材料产业的形成与发展。 1．新一代钢铁结构材料 迄今为止，钢铁结构材料依然是国民经济各支柱产业和国防工业的重要支撑材料和应用范围最宽、使用量最大的材料，其生产和应用过程对全球资源、能源和人类生存环境有着不可忽视的影响，以去年为例： 2007年生产钢材46719.3万吨，比去年增长16.2％。同时，高技术含量、高附加值品种钢材产量大幅度增长。全年生产冷轧薄宽钢带1740.27万吨，同比增长31.8％；冷轧薄板1563.83万吨，同比增长25.2％；镀层板(带)1754.58万吨，同比增长37.9％；涂层板(带)317.21万吨，同比增长36.1％；电工钢板(带)415.57万吨。同比增长23.5％。以上5个品种钢材合计生产5791.487吨，比上年增长31.28％，高于钢材生产总量增幅8.59个百分点。全年生产不锈钢720.6万吨，比上年增加190.6万吨，增长35.96％，居世界第一位。其中，世界一流工艺装备的生产量达到70％，国内市场占有率达到75％，实现了重大的突破。全行业已基本形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新和新产品研发体系，形成了科研基础设施建设加强、科技投入增加的良好格局。全行业在高效采选技术、钢铁冶炼技术、轧钢新技术、高端产品开发、大型冶金成套装备技术集成、节能节水和废弃物综合利用新技术等方面，都取得了新的成果和进步。 2007年宝钢试制成功X120管线钢，实现电镀锌机组全面无铬化生产，年产150万吨生铁的COREX3000熔融还原工艺装置投产；鞍钢继续完善冷连轧自主集成成套工艺技术，开发成功一批具有自主知识产权的核心技术，并在相关企业投入使用；武钢新一代取向硅钢、高效电机硅钢的研发和装备技术集成，高强度桥梁钢生产技术提高；太钢建成世界一流的现代化不锈钢生产基地；攀钢转炉铁水提钒和半钢炼钢连续工业性试生产成品钒渣等均取得了工艺技术的新突破。 2007年在研发和扩大生产市场需求的短缺产品方面，船用高强度宽厚板、高强度海洋结构用钢板、高档汽车用板和汽车零部件用钢、工程机械和高层建筑用高强度厚钢板、X80以上高等级管线钢板、百米在线热处理钢轨和时速350公里高速铁路钢轨、高速动车组用钢、高端压