航空航天業(yè)新材料研發(fā)與應(yīng)用方案

航空航天業(yè)新材料研發(fā)與應(yīng)用方案TOC\o"1-2"\h\u27320第1章航空航天新材料概述 4187471.1航空航天材料發(fā)展現(xiàn)狀 4314021.1.1傳統(tǒng)材料優(yōu)化升級 470741.1.2新型材料取得突破 411191.1.3應(yīng)用范圍不斷拓展 4258361.2航空航天材料分類與功能要求 4148241.2.1結(jié)構(gòu)材料 4169601.2.2復(fù)合材料 445461.2.3功能材料 5118561.2.4涂層材料 5105861.3航空航天新材料發(fā)展趨勢 5123651.3.1輕質(zhì)化 5134871.3.2高功能 560221.3.3多功能 5112551.3.4環(huán)保型 5207281.3.5智能化 5121411.3.6復(fù)合化 53667第二章金屬材料研發(fā)與應(yīng)用 568482.1高功能鋁合金 5292562.1.1高功能鋁合金研發(fā) 6196372.1.2高功能鋁合金應(yīng)用 6215252.2超高強度鋼 633082.2.1超高強度鋼研發(fā) 6319192.2.2超高強度鋼應(yīng)用 623022.3鈦合金及其復(fù)合材料 646012.3.1鈦合金研發(fā) 6274592.3.2鈦合金復(fù)合材料研發(fā) 6186592.3.3鈦合金及其復(fù)合材料應(yīng)用 7248302.4金屬基復(fù)合材料 7321102.4.1金屬基復(fù)合材料研發(fā) 7211922.4.2金屬基復(fù)合材料應(yīng)用 72025第3章陶瓷材料研發(fā)與應(yīng)用 7269893.1氧化物陶瓷 784103.1.1氧化鋯陶瓷 727143.1.2氧化鋁陶瓷 7290423.2非氧化物陶瓷 751323.2.1碳化硅陶瓷 773073.2.2氮化硅陶瓷 743803.3陶瓷基復(fù)合材料 8113713.3.1碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料 8178943.3.2硅酸鋁纖維增強陶瓷基復(fù)合材料 8296803.3.3碳化硅纖維增強陶瓷基復(fù)合材料 81108第4章復(fù)合材料研發(fā)與應(yīng)用 896804.1碳纖維增強復(fù)合材料 889174.1.1研發(fā)進展 8151134.1.2應(yīng)用領(lǐng)域 8270254.2玻璃纖維增強復(fù)合材料 9188814.2.1研發(fā)進展 9128734.2.2應(yīng)用領(lǐng)域 9143644.3芳綸纖維增強復(fù)合材料 962254.3.1研發(fā)進展 9212074.3.2應(yīng)用領(lǐng)域 9167094.4陶瓷纖維增強復(fù)合材料 9198824.4.1研發(fā)進展 9195534.4.2應(yīng)用領(lǐng)域 109144第5章聚合物材料研發(fā)與應(yīng)用 1096425.1聚合物基體材料 10165455.1.1研發(fā)方向 1090305.1.2應(yīng)用案例 10242975.2高功能橡膠 10181045.2.1研發(fā)方向 10119875.2.2應(yīng)用案例 1022685.3熱塑性聚合物 11125165.3.1研發(fā)方向 1137945.3.2應(yīng)用案例 11188555.4熱固性聚合物 11223335.4.1研發(fā)方向 111075.4.2應(yīng)用案例 1110881第6章功能材料研發(fā)與應(yīng)用 12105106.1導(dǎo)電材料 12117486.1.1研發(fā)背景 12310036.1.2研發(fā)成果 12145246.2熱障材料 12191296.2.1研發(fā)背景 12174276.2.2研發(fā)成果 1292846.3隱身材料 12205836.3.1研發(fā)背景 1344906.3.2研發(fā)成果 13149616.4智能材料 1310166.4.1研發(fā)背景 13325376.4.2研發(fā)成果 1322856第7章新型結(jié)構(gòu)材料研發(fā)與應(yīng)用 13122807.1金屬玻璃 13256987.1.1金屬玻璃概述 1395067.1.2金屬玻璃在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 13293347.2納米材料 1476947.2.1納米材料概述 14223617.2.2納米材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 14211977.3生物基復(fù)合材料 1469507.3.1生物基復(fù)合材料概述 14163707.3.2生物基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 1436377.4超導(dǎo)材料 1427867.4.1超導(dǎo)材料概述 14179627.4.2超導(dǎo)材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 142394第8章制造工藝與表征技術(shù) 1415068.1粉末冶金技術(shù) 1436958.1.1粉末制備 15186998.1.2成型技術(shù) 15287638.1.3燒結(jié)工藝 15146438.2精密鑄造技術(shù) 1555768.2.1熔模鑄造 15164788.2.2石膏型鑄造 1537208.2.3陶瓷型鑄造 15198328.3高能束加工技術(shù) 1568618.3.1激光加工技術(shù) 15166608.3.2電子束加工技術(shù) 16239028.4材料功能表征技術(shù) 16279868.4.1力學(xué)功能測試 1662518.4.2物理功能測試 16107368.4.3化學(xué)功能測試 164576第9章航空航天應(yīng)用案例 16178629.1飛機結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用 16254469.1.1碳纖維復(fù)合材料 16105599.1.2鈦合金材料 16234229.1.3金屬基復(fù)合材料 17229299.2發(fā)動機材料應(yīng)用 17859.2.1單晶高溫合金 17191399.2.2陶瓷基復(fù)合材料 1726199.2.3鈷基高溫合金 1778679.3導(dǎo)彈與航天器材料應(yīng)用 1768949.3.1熱防護材料 1786889.3.2輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料 17245919.3.3功能材料 1867679.4航空航天器熱防護系統(tǒng) 186439.4.1熱防護涂層 18256919.4.2多層隔熱材料 18284269.4.3相變材料 1820429第10章航空航天新材料未來發(fā)展方向與挑戰(zhàn) 18215910.1新材料研發(fā)趨勢 181477910.2跨學(xué)科交叉研究 18421010.3綠色可持續(xù)發(fā)展 18612110.4面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略 19第1章航空航天新材料概述1.1航空航天材料發(fā)展現(xiàn)狀航空航天領(lǐng)域作為國家戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平直接關(guān)系到國家綜合國力及科技實力。我國航空航天產(chǎn)業(yè)取得了舉世矚目的成就，尤其是航空航天材料領(lǐng)域，已逐步形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。航空航天材料發(fā)展現(xiàn)狀表現(xiàn)為以下幾個方面：1.1.1傳統(tǒng)材料優(yōu)化升級在鋁合金、鈦合金、高溫合金等傳統(tǒng)材料方面，通過合金化、熱處理、加工工藝優(yōu)化等手段，提高了材料的綜合功能，滿足了航空航天器對材料輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等需求。1.1.2新型材料取得突破在復(fù)合材料、陶瓷材料、納米材料等新型材料領(lǐng)域，我國科研人員已取得一系列突破性成果，部分材料功能達到國際先進水平，為航空航天器設(shè)計提供了更多選擇。1.1.3應(yīng)用范圍不斷拓展材料科學(xué)技術(shù)的進步，航空航天材料的應(yīng)用范圍逐步拓展到航空發(fā)動機、衛(wèi)星、運載火箭等關(guān)鍵部件，有力地推動了航空航天器功能的提升。1.2航空航天材料分類與功能要求航空航天材料按照其主要用途和功能特點，可分為以下幾類：1.2.1結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料主要包括鋁合金、鈦合金、高溫合金等，其功能要求包括高強度、低密度、良好的疲勞功能和抗腐蝕功能。1.2.2復(fù)合材料復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強、耐高溫、抗疲勞等特點，主要包括碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料等。1.2.3功能材料功能材料主要指具有特殊物理、化學(xué)功能的材料，如導(dǎo)熱材料、導(dǎo)電材料、熱障材料等。1.2.4涂層材料涂層材料主要用于航空航天器的表面防護，其功能要求包括良好的附著力、耐腐蝕性、耐高溫性等。1.3航空航天新材料發(fā)展趨勢航空航天產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對材料功能的要求不斷提高，航空航天新材料的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.3.1輕質(zhì)化為提高航空航天器的載荷能力、降低能耗，輕質(zhì)化成為航空航天材料的重要發(fā)展方向。輕質(zhì)材料包括碳纖維復(fù)合材料、鎂合金等。1.3.2高功能航空航天器對材料功能的要求越來越高，高功能材料包括高溫合金、陶瓷材料等。1.3.3多功能航空航天器對材料的功能需求逐漸增多，多功能材料可實現(xiàn)多種功能的集成，如自修復(fù)材料、智能材料等。1.3.4環(huán)保型環(huán)保型材料符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，包括生物基材料、可降解材料等。1.3.5智能化智能化材料具有自適應(yīng)、自診斷、自修復(fù)等功能，有望在未來航空航天領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。1.3.6復(fù)合化復(fù)合化材料結(jié)合不同材料的優(yōu)點，具有更優(yōu)異的綜合功能，如碳纖維增強復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等?？谡Z第二章金屬材料研發(fā)與應(yīng)用2.1高功能鋁合金高功能鋁合金因其優(yōu)異的比強度、耐腐蝕功能以及良好的加工功能，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本節(jié)主要介紹我國在航空航天用高功能鋁合金的研發(fā)進展及其在飛行器結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。2.1.1高功能鋁合金研發(fā)通過對合金成分優(yōu)化、熔煉工藝改進以及熱處理工藝創(chuàng)新，我國已成功研發(fā)出具有較高強度、韌性和耐腐蝕性的高功能鋁合金。這些合金包括2X系、7X系和8X系鋁合金。2.1.2高功能鋁合金應(yīng)用高功能鋁合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括飛行器結(jié)構(gòu)框架、蒙皮、翼梁等關(guān)鍵部件。通過采用先進加工技術(shù)，如攪拌摩擦焊、激光焊接等，實現(xiàn)了高功能鋁合金在飛行器結(jié)構(gòu)中的高效應(yīng)用。2.2超高強度鋼超高強度鋼具有極高的強度和韌性，是航空航天領(lǐng)域重要的結(jié)構(gòu)材料。本節(jié)主要介紹我國在超高強度鋼研發(fā)及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。2.2.1超高強度鋼研發(fā)我國在超高強度鋼研發(fā)方面取得了顯著成果，成功開發(fā)出一系列具有優(yōu)異力學(xué)功能的超高強度鋼。這些鋼主要包括30CrMnSiNi2A、30CrNi3A等。2.2.2超高強度鋼應(yīng)用超高強度鋼在航空航天領(lǐng)域主要用于制造飛行器的主承力結(jié)構(gòu)部件，如起落架、機身框架等。其高強度和良好的韌性為飛行器提供了更高的安全功能。2.3鈦合金及其復(fù)合材料鈦合金及其復(fù)合材料因其優(yōu)異的比強度、耐腐蝕功能和高溫功能，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本節(jié)主要介紹我國在鈦合金及其復(fù)合材料研發(fā)與應(yīng)用方面的進展。2.3.1鈦合金研發(fā)我國在鈦合金研發(fā)方面取得了重要突破，開發(fā)出多種具有優(yōu)異功能的鈦合金。主要包括αβ型鈦合金、β型鈦合金和高溫鈦合金等。2.3.2鈦合金復(fù)合材料研發(fā)鈦合金復(fù)合材料通過引入增強相，如碳纖維、碳化硅纖維等，顯著提高了鈦合金的力學(xué)功能。我國在鈦合金復(fù)合材料研發(fā)方面取得了一定的成果。2.3.3鈦合金及其復(fù)合材料應(yīng)用鈦合金及其復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括飛行器結(jié)構(gòu)、發(fā)動機部件、熱防護系統(tǒng)等。其優(yōu)異功能為飛行器提供了更高的功能和安全性。2.4金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高比強度、高比模量等優(yōu)點，成為航空航天領(lǐng)域的研究熱點。本節(jié)主要介紹我國在金屬基復(fù)合材料研發(fā)與應(yīng)用方面的進展。2.4.1金屬基復(fù)合材料研發(fā)我國在金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域開展了一系列研究，成功制備出鋁基、鎂基、鈦基等復(fù)合材料。這些復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)功能和耐腐蝕功能。2.4.2金屬基復(fù)合材料應(yīng)用金屬基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域主要應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)部件、發(fā)動機部件、熱防護系統(tǒng)等。其輕質(zhì)、高比強度的特性為飛行器減重和提高功能提供了可能。第3章陶瓷材料研發(fā)與應(yīng)用3.1氧化物陶瓷3.1.1氧化鋯陶瓷氧化鋯陶瓷因其高熔點、高硬度、良好的耐磨損性和抗腐蝕性等特性，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本節(jié)主要介紹氧化鋯陶瓷的制備方法、功能優(yōu)化及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。3.1.2氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷具有優(yōu)異的機械功能、耐高溫功能和良好的抗熱震功能，是航空航天領(lǐng)域常用的高溫結(jié)構(gòu)材料。本節(jié)主要討論氧化鋁陶瓷的制備工藝、功能改進及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用實例。3.2非氧化物陶瓷3.2.1碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷具有高強度、高硬度、良好的抗磨損性和抗氧化性等特點，適用于航空航天領(lǐng)域的耐磨、耐高溫部件。本節(jié)主要介紹碳化硅陶瓷的制備方法、功能研究及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。3.2.2氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷具有優(yōu)異的機械功能、耐熱沖擊功能和抗腐蝕功能，是航空航天領(lǐng)域高溫、高壓環(huán)境下理想的結(jié)構(gòu)材料。本節(jié)重點討論氮化硅陶瓷的制備工藝、功能優(yōu)化及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。3.3陶瓷基復(fù)合材料3.3.1碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強度、高模量和良好的抗熱沖擊功能，在航空航天領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。本節(jié)主要探討碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料的制備方法、功能特點及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。3.3.2硅酸鋁纖維增強陶瓷基復(fù)合材料硅酸鋁纖維增強陶瓷基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐高溫功能、抗熱震功能和良好的抗腐蝕功能，適用于航空航天領(lǐng)域高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu)部件。本節(jié)主要介紹硅酸鋁纖維增強陶瓷基復(fù)合材料的制備技術(shù)、功能分析及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用實例。3.3.3碳化硅纖維增強陶瓷基復(fù)合材料碳化硅纖維增強陶瓷基復(fù)合材料具有高強度、高模量、良好的抗熱震功能和抗氧化性，是航空航天領(lǐng)域高溫、高壓環(huán)境下理想的結(jié)構(gòu)材料。本節(jié)重點討論碳化硅纖維增強陶瓷基復(fù)合材料的制備工藝、功能研究及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景。第4章復(fù)合材料研發(fā)與應(yīng)用4.1碳纖維增強復(fù)合材料碳纖維增強復(fù)合材料因具有高強度、高模量、低密度和優(yōu)良的抗疲勞功能等特點，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本節(jié)主要介紹碳纖維增強復(fù)合材料的研發(fā)及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。4.1.1研發(fā)進展碳纖維增強復(fù)合材料的研發(fā)主要涉及碳纖維預(yù)制體、樹脂基體及界面功能的改進。目前國內(nèi)外已開發(fā)出多種高功能碳纖維，如PAN基碳纖維、瀝青基碳纖維和氧化碳纖維等。4.1.2應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維增強復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：飛機結(jié)構(gòu)部件、發(fā)動機葉片、火箭殼體、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)等。其輕質(zhì)、高強的特性使得航空航天器具有更高的功能和燃油效率。4.2玻璃纖維增強復(fù)合材料玻璃纖維增強復(fù)合材料具有成本低、工藝簡單、耐腐蝕等優(yōu)點，在航空航天領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。4.2.1研發(fā)進展玻璃纖維增強復(fù)合材料的研發(fā)主要關(guān)注纖維表面處理、樹脂體系優(yōu)化以及界面功能的改善。目前已開發(fā)出具有較高功能的玻璃纖維，如S玻璃纖維、E玻璃纖維等。4.2.2應(yīng)用領(lǐng)域玻璃纖維增強復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：機身結(jié)構(gòu)、機翼、尾翼、艙門等部件。其良好的耐腐蝕功能和成本優(yōu)勢，使得玻璃纖維增強復(fù)合材料在民用飛機領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。4.3芳綸纖維增強復(fù)合材料芳綸纖維增強復(fù)合材料具有高強度、高模量、良好的抗沖擊功能和耐磨功能等特點，在航空航天領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。4.3.1研發(fā)進展芳綸纖維增強復(fù)合材料的研發(fā)主要涉及纖維改性、樹脂體系優(yōu)化和界面功能的改進。目前國內(nèi)外已開發(fā)出多種高功能芳綸纖維，如對位芳綸、間位芳綸等。4.3.2應(yīng)用領(lǐng)域芳綸纖維增強復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：飛機結(jié)構(gòu)部件、發(fā)動機部件、防彈裝備等。其優(yōu)異的力學(xué)功能和抗沖擊功能，使得航空航天器具有更高的安全功能。4.4陶瓷纖維增強復(fù)合材料陶瓷纖維增強復(fù)合材料具有高溫功能好、抗氧化、耐磨損等優(yōu)點，在航空航天高溫部件領(lǐng)域具有重要作用。4.4.1研發(fā)進展陶瓷纖維增強復(fù)合材料的研發(fā)主要關(guān)注纖維制備、樹脂體系及界面功能的優(yōu)化。目前已開發(fā)出多種陶瓷纖維，如氧化鋁纖維、硅酸鋁纖維等。4.4.2應(yīng)用領(lǐng)域陶瓷纖維增強復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：發(fā)動機葉片、燃燒室、尾噴管等高溫部件。其高溫功能和抗氧化功能，為航空航天器的高溫部件提供了有效的保護。第5章聚合物材料研發(fā)與應(yīng)用5.1聚合物基體材料聚合物基體材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。其輕質(zhì)、高強度、耐腐蝕等特性使其成為理想的替代傳統(tǒng)金屬材料的候選者。本章首先關(guān)注聚合物基體材料的研發(fā)與應(yīng)用。5.1.1研發(fā)方向（1）優(yōu)化聚合物基體材料的力學(xué)功能，提高其抗沖擊、抗壓強度等指標(biāo)；（2）提高聚合物基體材料的耐熱性，以滿足高溫環(huán)境下的使用需求；（3）改善聚合物基體材料的耐腐蝕性，延長其在惡劣環(huán)境下的使用壽命；（4）研究新型聚合物基體材料，拓展其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。5.1.2應(yīng)用案例（1）飛機內(nèi)飾材料：采用聚合物基體材料，實現(xiàn)輕質(zhì)、高強度、良好的阻燃功能；（2）航空航天結(jié)構(gòu)件：利用聚合物基體材料的高功能，制造輕質(zhì)、高強度的結(jié)構(gòu)件；（3）發(fā)動機部件：聚合物基體材料在高溫、高壓等極端環(huán)境下的應(yīng)用。5.2高功能橡膠高功能橡膠在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，其主要特點是高彈性、高強度、良好的耐熱性和耐腐蝕性。5.2.1研發(fā)方向（1）提高橡膠的彈性模量，以滿足高應(yīng)力環(huán)境下的使用要求；（2）改善橡膠的耐熱性，使其在高溫環(huán)境下保持良好功能；（3）研究新型橡膠材料，提高其耐磨性、耐腐蝕性等功能；（4）優(yōu)化橡膠的加工工藝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。5.2.2應(yīng)用案例（1）航空航天密封件：采用高功能橡膠，實現(xiàn)優(yōu)異的密封功能和耐老化功能；（2）減震材料：利用橡膠的高彈性，制造減震部件，提高飛行器的安全性和舒適性；（3）輪胎：研發(fā)高功能橡膠輪胎，提高飛機的行駛功能和安全性。5.3熱塑性聚合物熱塑性聚合物具有良好的加工功能、可回收性和耐沖擊功能，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。5.3.1研發(fā)方向（1）提高熱塑性聚合物的耐熱性，以滿足高溫環(huán)境下的使用需求；（2）改善熱塑性聚合物的力學(xué)功能，提高其抗沖擊、抗壓強度等指標(biāo)；（3）研究新型熱塑性聚合物，拓展其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用；（4）優(yōu)化熱塑性聚合物的加工工藝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。5.3.2應(yīng)用案例（1）飛機內(nèi)飾件：采用熱塑性聚合物，實現(xiàn)輕質(zhì)、高強度、良好的阻燃功能；（2）航空航天結(jié)構(gòu)件：利用熱塑性聚合物的高功能，制造輕質(zhì)、高強度的結(jié)構(gòu)件；（3）發(fā)動機部件：熱塑性聚合物在高溫、高壓等極端環(huán)境下的應(yīng)用。5.4熱固性聚合物熱固性聚合物具有優(yōu)異的耐熱性、耐腐蝕性和高強度，在航空航天領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。5.4.1研發(fā)方向（1）提高熱固性聚合物的耐熱性，以滿足高溫環(huán)境下的使用需求；（2）改善熱固性聚合物的力學(xué)功能，提高其抗沖擊、抗壓強度等指標(biāo)；（3）研究新型熱固性聚合物，拓展其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用；（4）優(yōu)化熱固性聚合物的加工工藝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。5.4.2應(yīng)用案例（1）航空航天涂料：采用熱固性聚合物，實現(xiàn)優(yōu)異的耐腐蝕功能和耐磨功能；（2）航空航天結(jié)構(gòu)件：利用熱固性聚合物的高功能，制造輕質(zhì)、高強度的結(jié)構(gòu)件；（3）電子元器件：熱固性聚合物在高溫、高壓等極端環(huán)境下的應(yīng)用。第6章功能材料研發(fā)與應(yīng)用6.1導(dǎo)電材料6.1.1研發(fā)背景導(dǎo)電材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，其功能的優(yōu)劣直接影響到航空器的安全性和可靠性。為進一步提高導(dǎo)電材料的功能，研究人員開展了大量創(chuàng)新性研究。6.1.2研發(fā)成果（1）碳納米管導(dǎo)電材料：具有優(yōu)異的電導(dǎo)率和力學(xué)功能，可用于航空航天器的線纜、傳感器等部件；（2）石墨烯導(dǎo)電材料：具有較高的導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性，適用于航空航天器的高溫、高壓環(huán)境；（3）導(dǎo)電聚合物：具有良好的柔韌性、抗磨損功能，可用于制作航空器表面涂層，提高其電磁屏蔽功能。6.2熱障材料6.2.1研發(fā)背景熱障材料在航空航天領(lǐng)域具有重要作用，能夠有效降低高溫環(huán)境下航空器的熱損傷。航空發(fā)動機功能的提高，對熱障材料的要求也越來越高。6.2.2研發(fā)成果（1）氧化鋯熱障材料：具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高溫力學(xué)功能，適用于航空發(fā)動機的熱端部件；（2）氧化鋁熱障材料：具有較高的熱導(dǎo)率和良好的抗熱沖擊功能，可用于航空器的熱防護系統(tǒng)；（3）梯度熱障涂層：采用不同熱膨脹系數(shù)的材料制備，可實現(xiàn)航空器高溫部件的應(yīng)力緩解，提高熱障功能。6.3隱身材料6.3.1研發(fā)背景隱身材料是現(xiàn)代航空航天器降低雷達散射截面、實現(xiàn)隱身的關(guān)鍵技術(shù)。雷達技術(shù)的不斷發(fā)展，對隱身材料的要求越來越高。6.3.2研發(fā)成果（1）吸波材料：通過調(diào)控材料組分和微觀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對電磁波的吸收和衰減；（2）頻率選擇表面材料：具有帶隙特性，可實現(xiàn)對特定頻段電磁波的反射和傳輸；（3）超材料：利用其特殊的人工結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對電磁波的異常折射和散射，實現(xiàn)高效隱身。6.4智能材料6.4.1研發(fā)背景智能材料具有感知、判斷、響應(yīng)等智能特性，能夠在航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)調(diào)控，提高航空器的功能和安全性。6.4.2研發(fā)成果（1）壓電材料：可實現(xiàn)對航空器結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測，及時預(yù)警潛在故障；（2）形狀記憶合金：應(yīng)用于航空航天器的驅(qū)動和自適應(yīng)調(diào)控，提高航空器的功能；（3）磁致伸縮材料：用于航空航天器的精密定位、振動控制等領(lǐng)域，提高航空器的穩(wěn)定性和可靠性。第7章新型結(jié)構(gòu)材料研發(fā)與應(yīng)用7.1金屬玻璃7.1.1金屬玻璃概述金屬玻璃是一類具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的金屬材料，其原子排列呈短程有序、長程無序的特點。這種特殊的結(jié)構(gòu)賦予了金屬玻璃優(yōu)異的物理、化學(xué)及力學(xué)功能，如高強度、高硬度、良好的耐磨性及耐腐蝕性等。7.1.2金屬玻璃在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用金屬玻璃在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，如用于制造高功能的軸承、齒輪、緊固件等。金屬玻璃還可用作衛(wèi)星、導(dǎo)彈等結(jié)構(gòu)件，提高其功能及可靠性。7.2納米材料7.2.1納米材料概述納米材料是指至少在一個維度上尺寸小于100納米的材料。由于其獨特的物理、化學(xué)及生物學(xué)功能，納米材料在航空航天領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。7.2.2納米材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用納米材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：增強型復(fù)合材料、高溫超導(dǎo)材料、納米涂層及納米傳感器等。這些應(yīng)用有助于提高航空航天器的功能、降低成本、減輕重量及提高使用壽命。7.3生物基復(fù)合材料7.3.1生物基復(fù)合材料概述生物基復(fù)合材料是以天然生物資源為原料，通過化學(xué)或物理方法制備的一類新型復(fù)合材料。這類材料具有可再生、可降解、環(huán)境友好等優(yōu)點，逐漸成為航空航天領(lǐng)域的研究熱點。7.3.2生物基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用生物基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：輕質(zhì)結(jié)構(gòu)部件、內(nèi)飾材料、隔熱材料等。這些應(yīng)用有助于降低航空航天器的重量、提高燃油效率及減少環(huán)境污染。7.4超導(dǎo)材料7.4.1超導(dǎo)材料概述超導(dǎo)材料是指在超低溫條件下，具有零電阻和完全抗磁性的一類材料。這類材料在航空航天領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價值，如磁懸浮、磁軸承、超導(dǎo)電機等。7.4.2超導(dǎo)材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用超導(dǎo)材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：超導(dǎo)磁懸浮推進系統(tǒng)、超導(dǎo)電機驅(qū)動系統(tǒng)、超導(dǎo)傳感器等。這些應(yīng)用有助于提高航空航天器的功能、降低能耗及減少維護成本。第8章制造工藝與表征技術(shù)8.1粉末冶金技術(shù)粉末冶金技術(shù)作為一種先進的近凈成形工藝，在航空航天新材料研發(fā)與應(yīng)用中占據(jù)重要地位。該技術(shù)主要涉及粉末的制備、成型及燒結(jié)等過程。在航空航天領(lǐng)域，粉末冶金技術(shù)主要用于制造高功能的難熔金屬、高溫合金及金屬基復(fù)合材料。8.1.1粉末制備粉末制備是粉末冶金技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響最終產(chǎn)品的功能。常用的粉末制備方法包括機械合金化、化學(xué)氣相沉積、噴霧干燥等。8.1.2成型技術(shù)成型技術(shù)是將粉末填充到模具中，形成具有一定形狀和尺寸的毛坯。常見的成型方法有冷壓成型、溫壓成型和熱壓成型等。8.1.3燒結(jié)工藝燒結(jié)工藝是將成型后的毛坯在高溫下加熱，使粉末顆粒間的原子擴散結(jié)合，從而獲得所需功能的致密材料。燒結(jié)方法包括真空燒結(jié)、氫氣燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等。8.2精密鑄造技術(shù)精密鑄造技術(shù)是航空航天領(lǐng)域常用的一種成形工藝，具有高精度、復(fù)雜形狀和高功能等優(yōu)點。該技術(shù)主要包括熔模鑄造、石膏型鑄造和陶瓷型鑄造等。8.2.1熔模鑄造熔模鑄造是一種利用熔融金屬填充熔?？涨?，冷卻后獲得所需形狀和尺寸的鑄造方法。熔模材料主要有石蠟、塑料和陶瓷等。8.2.2石膏型鑄造石膏型鑄造是將熔融金屬澆注到石膏型腔中，通過石膏吸收熱量和冷卻作用，使金屬凝固成型的工藝。該技術(shù)適用于形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高的航空航天零件。8.2.3陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造采用陶瓷材料作為鑄模，具有良好的耐高溫功能和化學(xué)穩(wěn)定性，適用于生產(chǎn)高溫合金和難熔金屬等材料。8.3高能束加工技術(shù)高能束加工技術(shù)利用高能束（如激光、電子束等）對材料進行局部加熱、熔化或蒸發(fā)，實現(xiàn)材料的切割、焊接和表面改性等。8.3.1激光加工技術(shù)激光加工技術(shù)具有能量密度高、熱影響區(qū)小、加工精度高等優(yōu)點。在航空航天領(lǐng)域，激光加工主要用于切割、焊接、打標(biāo)和表面處理等。8.3.2電子束加工技術(shù)電子束加工技術(shù)利用高速運動的電子束對材料進行局部加熱，實現(xiàn)材料的熔化、蒸發(fā)和焊接等。該技術(shù)具有能量利用率高、加工速度快等優(yōu)點。8.4材料功能表征技術(shù)材料功能表征技術(shù)是評價航空航天新材料功能的重要手段，主要包括力學(xué)功能測試、物理功能測試和化學(xué)功能測試等。8.4.1力學(xué)功能測試力學(xué)功能測試包括拉伸、壓縮、彎曲、沖擊等試驗，用于評估材料的強度、韌性、硬度等功能。8.4.2物理功能測試物理功能測試主要包括密度、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、電導(dǎo)率等測試，用于了解材料的物理特性。8.4.3化學(xué)功能測試化學(xué)功能測試主要包括化學(xué)成分分析、腐蝕功能測試、氧化功能測試等，用于評估材料在特定環(huán)境下的化學(xué)穩(wěn)定性。第9章航空航天應(yīng)用案例9.1飛機結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用飛機結(jié)構(gòu)材料的研發(fā)與應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域具有重要意義。航空工業(yè)的不斷發(fā)展，對飛機結(jié)構(gòu)材料的要求也越來越高。本節(jié)將介紹幾種在飛機結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用的先進材料。9.1.1碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料具有高強度、低密度、優(yōu)異的耐疲勞功能和抗腐蝕功能等特點，廣泛應(yīng)用于飛機的機翼、尾翼、機身等主要結(jié)構(gòu)部件。其應(yīng)用可以顯著減輕飛機重量，提高燃油效率，降低運營成本。9.1.2鈦合金材料鈦合金材料具有高強度、低密度、良好的耐腐蝕功能和高溫功能等特點，在飛機結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用于發(fā)動機吊架、機身框架、起落架等關(guān)鍵部件。使用鈦合金材料可以降低飛機重量，提高飛行功能。9.1.3金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料（MMC）具有高強度、高模量、低密度和良好的耐磨功能等特點，適用于飛機的承力結(jié)構(gòu)部件。通過合理設(shè)計，金屬基復(fù)合材料可以滿足飛機結(jié)構(gòu)在輕量化和高承載能力方面的需求。9.2發(fā)動機材料應(yīng)用發(fā)動機是飛機的核心部件，其材料功能對飛機功能具有重大影響。以下介紹幾種在發(fā)動機領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的先進材料。9.2.1單晶高溫合金單晶高溫合金具有優(yōu)異的高溫力學(xué)功能和抗氧化功能，廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機的渦輪葉片和導(dǎo)向葉片。單晶高溫合金的應(yīng)用可以提高發(fā)動機的工作溫度，降低燃油消耗，提升發(fā)動機效率。9.2.2陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料具有高溫力學(xué)功能好、抗氧化、抗熱沖擊功能強等特點，適用于航空發(fā)動機的渦輪葉片、燃燒室等高溫部件。采用陶瓷基復(fù)合材料可以進一步提高發(fā)動機的工作溫度，降低重量，提高發(fā)動機功能。9.2.3鈷基高溫合金鈷基高溫合金具有優(yōu)異的高溫疲勞功能和抗腐蝕功能，適用于航空發(fā)動機的渦輪盤、螺栓等關(guān)鍵部件。鈷基高溫合金的應(yīng)用有助于提高發(fā)動機的可靠性和壽命。9.3導(dǎo)彈與航天器材料應(yīng)用導(dǎo)彈與航天器對材料功能有著極高的要求，以下介紹幾種在此領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的材料。9.3.1熱防護材料熱防護材料在導(dǎo)彈和航天器再入大氣層時起