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航空材料之复合材料(航空材料之复合材料有哪些)
发布日期:2024-06-05

航空上用的复合材料主要是什么

直升飞机的螺旋桨准确的叫法是“旋翼”直升飞机的旋翼一般是复合材料,或者特殊合金的制成的,现在大多是复合材料,因为旋翼不仅要提供向上的升力,还要在飞机姿态改变时承受各个方向的扭力,如果是一般金属材料的话,没有这么好的韧性和抗疲劳性。

结构材料是碳纤维复合材料、数值解复合材料和金属基蜂窝材料,功能材料是陶瓷基复合材料等。航空复合材料主要是中航工业北京航空材料研究院,航天的单位分散在航天科技和航天科工集团九大院下属的所,其中主要是一院、三院。

图1:航空引擎的守护者——SiC/SiC复合材料: 在航空、航天、核能等领域,连续碳化硅纤维增强的SiC/SiC复合材料凭借其卓越的综合性能,如图所示,已经成为航空发动机燃烧室内衬、喷口导流叶片等关键部位的首选材料,其轻质、高强度和高温耐受性让其在极端环境中发挥关键作用。

制造飞机结构的传统材料包括铝、钢和钛。复合材料的主要好处是减轻的重量和较简单的装配。性能优势和减轻飞机结构重量是军用飞机复合材料发展的主要推动力。虽然商用飞机正日渐关注燃油经济性,但是复合材料发展的主要推动力是不断减少生产和维护成本。复合材料也用于替换老旧飞机上的金属部件。

看看航空航天材料,才知道什么是先进材料

这种材料通常是新发展起来的,或者是正在发展的材料。这里的结构材料,主要是指在强度、韧性、硬度、弹性等方面优于传统材料,比如非晶态合金。这里具有特殊性能的功能材料,主要是指具有某些特殊的物理性能,比如精细陶瓷和光纤。

先进材料业指的是在物质科学领域中,应用最先进的材料和技术,开发出具有特殊性能和功能的新材料,用于制造高科技产品。这种材料业具有高技术含量、高附加值、高可持续性和高国际竞争力的特点。先进材料业所涉及的材料种类繁多,包括新型金属材料、高温合金、纳米材料、高分子材料、光电材料、能源材料等。

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。

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。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。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。

先进复合材料在航天航空工业中的主要应用

复合材料在航空航天领域具有广泛的应用,例如碳纤维复合材料可以用于制造飞机机身、机翼、发动机部件等结构件,玻璃纤维复合材料可以用于制造内饰、座椅等非结构件。复合材料具有高强、抗腐蚀、抗疲劳等优点,可以提高航空航天器的性能和安全性。

航空上用的复合材料主要有碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等高性能纤维为增强材料的复合材料。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、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。

自从先进复合材料投入应用以来,有三件值得一提的成果。第一件是美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机——里尔芳2100号,并试飞成功,这架飞机仅重567kg,它以结构小巧重量轻而称奇于世。

先进树脂基复合材料的应用,对飞机结构轻质化、小型化和高性能化起着至关重要的作用。复合材料结构特点和应用效果,在高性能战斗机实现隐身、超声速巡航、过失速飞行控制,前掠翼飞机先进气动布局的实际应用,舰载攻击/战斗机耐腐蚀性改善和轻质化,直升机长寿命和轻质与隐身化等诸多方面得到了展现。

航天器结构材料的选择对于人造地球卫星和探测器的性能至关重要。大部分采用铝合金和镁合金,这些材料具有良好的强度。对于需要更高强度的部件,如关键零部件,会选用钛合金和不锈钢,以增强其耐久性和稳定性。为了提升刚度并减小重量,新型复合材料如高模量石墨纤维增强材料已开始被采用。

复合材料是什么材质

1、复合材料:是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。

2、复合材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属等。复合材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。

3、复合材料是一种混合物。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。

4、复合材料是两种以及两种以上材料组成。工程上生产与应用的复合材料内含两类材料:增强材料与基体材料。如复合材料玻璃钢,其所用的树脂为基体材料,是分散介质;增强材料为玻璃纤维,是分散相;另外在增强材料与基体树脂之间还有第三相,即它们的界面。

5、复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合,组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料,而且还可具有组分单独不具有的独特性能。复合材料按用途主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。

6、复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

绿色航空技术绿色材料包括哪些

1、符合绿色航空绿色材料有镁合金。镁合金作为最轻的工程金属材料,被誉为“21世纪的绿色工程材料”,强度高、耐冲击、散热好、尺寸稳定和弹性模量大,承受冲击载荷能力比铝合金强。铸造镁合金具有比强度和比刚度高、震动阻尼容量大,在汽油、煤油和润滑油中性能稳定等特点。

2、此外,绿色材料还包括其他种类,如土壤改良材料、环保涂料、环保建材等。这些材料通过改善土壤、减少有害气体的排放等方式,对环境产生积极影响。在实际应用中,绿色材料的使用范围越来越广泛。

3、防火隔热性能好的建筑保温体系和材料以及烧结空心制品、加气混凝土制品、多功能复合一体化墙体材料、一体化屋面、低辐射镀膜玻璃、断桥隔热门窗、遮阳系统、高性能混凝土、高强钢等绿色建材。

4、石墨烯:材料之王,重塑未来电子领域 被誉为“材料之王”的石墨烯,以其卓越的导电性能、高光学透明度、超高的强度和极佳的透光性,正颠覆着晶体管和集成电路的传统格局。