航空航天行業(yè)航天器材料科學(xué)與應(yīng)用方案

航空航天行業(yè)航天器材料科學(xué)與應(yīng)用方案TOC\o"1-2"\h\u5051第一章航天器材料概述 24111.1航天器材料的發(fā)展歷程 2263981.2航天器材料的重要性 2179511.3航天器材料的分類 325521第二章高功能結(jié)構(gòu)材料 3244892.1金屬材料 382982.2復(fù)合材料 4266522.3陶瓷材料 4151912.4功能梯度材料 410782第三章航天器熱防護材料 4117963.1熱防護材料的功能要求 4215663.2熱防護材料的種類與選擇 589093.3熱防護材料的應(yīng)用實例 511885第四章航天器連接與裝配材料 6139114.1連接材料的功能要求 6113064.2螺紋連接材料 6143864.3焊接材料 6186954.4粘接材料 616236第五章航天器表面處理技術(shù) 6190705.1表面防護涂層 6255305.2表面改性技術(shù) 764345.3表面處理技術(shù)的應(yīng)用 79285第六章航天器電子元件材料 7134956.1電子元件材料的選擇 746086.2電子封裝材料 886336.3電子元件材料的可靠性 816766第七章航天器傳感器材料 9256827.1傳感器材料的功能要求 9267827.2光學(xué)傳感器材料 9317007.3熱敏傳感器材料 9283057.4壓力傳感器材料 1011057第八章航天器動力系統(tǒng)材料 10104928.1燃料及氧化劑材料 10322658.2推進劑材料 1059618.3火箭發(fā)動機材料 1114145第九章航天器生命保障系統(tǒng)材料 11136699.1生命保障系統(tǒng)材料的功能要求 12320679.1.1耐高溫功能 1224259.1.2耐腐蝕功能 12310669.1.3耐磨損功能 12277449.1.4生物相容性 1227549.1.5良好的力學(xué)功能 12191819.2生命保障系統(tǒng)的關(guān)鍵材料 12295429.2.1高溫合金 12200299.2.2陶瓷材料 12213479.2.3復(fù)合材料 1229779.2.4生物醫(yī)用材料 12127429.3生命保障材料的應(yīng)用 1384309.3.1高溫合金在生命保障系統(tǒng)中的應(yīng)用 1310589.3.2陶瓷材料在生命保障系統(tǒng)中的應(yīng)用 1320979.3.3復(fù)合材料在生命保障系統(tǒng)中的應(yīng)用 13296819.3.4生物醫(yī)用材料在生命保障系統(tǒng)中的應(yīng)用 131560第十章航天器材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢 132249310.1航天器材料在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢 132881710.2航天器材料的技術(shù)創(chuàng)新 131852610.3航天器材料的應(yīng)用前景 14第一章航天器材料概述1.1航天器材料的發(fā)展歷程航天器材料的發(fā)展歷程與人類摸索太空的腳步緊密相連。自20世紀50年代人類開始航天活動以來，航天器材料經(jīng)歷了從單一金屬到復(fù)合材料、從傳統(tǒng)材料到高功能材料的演變。在早期，航天器主要采用鋁、鎂等輕質(zhì)金屬作為結(jié)構(gòu)材料。航天技術(shù)的不斷進步，對材料的要求也越來越高，逐漸發(fā)展出了具有高強度、低密度、耐高溫、抗腐蝕等功能的復(fù)合材料。1.2航天器材料的重要性航天器材料是航天器設(shè)計與制造的基礎(chǔ)，其功能直接影響著航天器的安全、可靠性和任務(wù)成功率。在高真空、強輻射、極端溫度等惡劣環(huán)境下，航天器材料需要承受巨大的應(yīng)力、熱負荷和化學(xué)腐蝕。因此，選用合適的航天器材料對于保證航天器在軌運行功能和壽命。以下是航天器材料重要性的幾個方面：（1）減輕結(jié)構(gòu)重量：航天器材料需具有低密度，以減輕結(jié)構(gòu)重量，降低發(fā)射成本。（2）提高承載能力：航天器材料需具有高強度和剛度，以滿足結(jié)構(gòu)承載要求。（3）耐高溫和抗燒蝕：航天器材料在返回大氣層時，表面溫度可達數(shù)千攝氏度，需具備良好的耐高溫和抗燒蝕功能。（4）抗腐蝕和耐磨損：航天器材料在長期暴露于太空環(huán)境中，需具備良好的抗腐蝕和耐磨損功能。1.3航天器材料的分類航天器材料種類繁多，根據(jù)其化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和功能特點，可分為以下幾類：（1）金屬及其合金：如鋁、鎂、鈦、不銹鋼等，具有良好的力學(xué)功能和加工功能。（2）陶瓷材料：如氧化鋁、碳化硅、氮化硅等，具有高強度、高硬度、耐高溫等功能。（3）復(fù)合材料：如碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料等，具有輕質(zhì)、高強度、耐腐蝕等功能。（4）功能材料：如熱防護材料、導(dǎo)電材料、磁性材料等，具有特殊功能，以滿足航天器特定需求。（5）智能材料：如形狀記憶合金、電流變體等，具有自修復(fù)、自適應(yīng)等智能特性。第二章高功能結(jié)構(gòu)材料2.1金屬材料在航天器的設(shè)計與制造中，金屬材料因其卓越的力學(xué)功能和加工工藝性，一直是核心的結(jié)構(gòu)材料。根據(jù)航天器應(yīng)用環(huán)境的不同，選擇的金屬材料類型也各異。在航天器結(jié)構(gòu)中常用的金屬材料主要包括鋁合金、鈦合金、不銹鋼以及高溫合金等。鋁合金：由于其密度小、強度高、耐腐蝕性好，廣泛應(yīng)用于航天器的結(jié)構(gòu)部件。尤其是在承受較低載荷和要求減輕重量的部件中，如航天器的蒙皮、框、梁等。鈦合金：鈦合金以其高強度、低密度、優(yōu)良的耐腐蝕性和耐高溫功能，被廣泛用于航天器的發(fā)動機部件、緊固件以及骨架結(jié)構(gòu)。在高溫、高壓的環(huán)境下，鈦合金比鋁合金具有更穩(wěn)定的功能。不銹鋼：在航天器中，不銹鋼主要用于制造一些需要良好耐腐蝕功能的部件，如連接件和支架。高溫合金：這類材料能在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的力學(xué)功能，主要用于制造航天器發(fā)動機的熱端部件。2.2復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料通過物理或化學(xué)方法復(fù)合而成的新材料，它綜合了組成材料的優(yōu)點，克服了單一材料的局限性。在航天器材料中，復(fù)合材料的應(yīng)用日益增多，主要類型包括碳纖維增強復(fù)合材料、玻璃纖維增強復(fù)合材料以及金屬基復(fù)合材料等。碳纖維增強復(fù)合材料：具有高強度、低密度和優(yōu)良的耐高溫功能，常用于制造航天器的承力結(jié)構(gòu)部件，如機翼、尾翼以及壓力容器。玻璃纖維增強復(fù)合材料：雖然強度不及碳纖維復(fù)合材料，但其成本較低，適用于制造一些非承力結(jié)構(gòu)部件。金屬基復(fù)合材料：這類材料結(jié)合了金屬的高韌性和復(fù)合材料的高強度，主要用于制造一些要求高強度和高韌性的航天器部件。2.3陶瓷材料陶瓷材料具有高熔點、高硬度、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性，但其脆性限制了其在航天器中的應(yīng)用。材料科學(xué)的發(fā)展，陶瓷材料的脆性問題得到了一定程度的解決。在航天器中，陶瓷材料主要用于制造高溫部件，如發(fā)動機噴嘴、燃燒室等。2.4功能梯度材料功能梯度材料是一種新型材料，其特點是材料內(nèi)部組成和功能呈連續(xù)梯度變化，從而實現(xiàn)不同區(qū)域間的平滑過渡。這種材料的設(shè)計理念可以有效緩解因材料功能突變引發(fā)的應(yīng)力集中問題，提高航天器部件的整體功能。在航天器中的應(yīng)用主要包括熱防護系統(tǒng)、光學(xué)窗口等。第三章航天器熱防護材料3.1熱防護材料的功能要求熱防護材料在航天器中發(fā)揮著的作用，其主要功能要求如下：（1）高熱穩(wěn)定性：熱防護材料需在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定，防止因熱分解、熱軟化等導(dǎo)致材料功能下降。（2）低熱導(dǎo)率：熱防護材料應(yīng)具有較低的熱導(dǎo)率，以降低熱流密度，減輕熱載荷對航天器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。（3）良好的抗熱沖擊功能：航天器在飛行過程中，會受到溫度的劇烈變化，熱防護材料需具備良好的抗熱沖擊功能，以防止因溫度變化導(dǎo)致的材料損傷。（4）輕質(zhì)高強：熱防護材料應(yīng)具有較低的密度和較高的強度，以減輕航天器重量，提高載荷能力。（5）良好的化學(xué)穩(wěn)定性：熱防護材料在高溫環(huán)境下應(yīng)具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，防止與高速氣流中的粒子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低材料功能。3.2熱防護材料的種類與選擇熱防護材料主要包括以下幾種：（1）陶瓷材料：陶瓷材料具有較低的熱導(dǎo)率和良好的耐高溫功能，如氧化鋁、氧化鋯等。（2）復(fù)合材料：復(fù)合材料通過將不同功能的材料進行復(fù)合，可達到優(yōu)異的熱防護效果，如碳/碳復(fù)合材料、碳/酚醛復(fù)合材料等。（3）金屬基復(fù)合材料：金屬基復(fù)合材料具有較高的強度和良好的熱穩(wěn)定性，如鎳基合金、鈷基合金等。（4）納米材料：納米材料具有特殊的物理和化學(xué)功能，如納米氧化鋁、納米氧化鋯等。在選擇熱防護材料時，需根據(jù)航天器的設(shè)計要求、飛行環(huán)境、成本等因素進行綜合考慮。3.3熱防護材料的應(yīng)用實例以下為幾種熱防護材料在航天器上的應(yīng)用實例：（1）氧化鋁陶瓷：氧化鋁陶瓷在航天器發(fā)動機噴管、燃燒室等部件中具有廣泛應(yīng)用，其優(yōu)異的耐高溫功能和較低的熱導(dǎo)率為航天器提供了良好的熱防護。（2）碳/碳復(fù)合材料：碳/碳復(fù)合材料在航天器防熱層、燃燒室襯里等部位具有廣泛應(yīng)用，其低熱導(dǎo)率和良好的抗熱沖擊功能為航天器提供了有效的熱防護。（3）金屬基復(fù)合材料：鎳基合金在航天器發(fā)動機部件中具有廣泛應(yīng)用，其高熔點和良好的熱穩(wěn)定性為發(fā)動機提供了可靠的熱防護。（4）納米材料：納米氧化鋁在航天器熱防護涂層中具有潛在應(yīng)用，其特殊的物理和化學(xué)功能可提高涂層的耐高溫功能和抗熱沖擊功能。第四章航天器連接與裝配材料4.1連接材料的功能要求航天器連接與裝配材料需滿足一系列功能要求，以保證航天器在極端環(huán)境下的可靠性和安全性。連接材料應(yīng)具備優(yōu)異的力學(xué)功能，包括高強度、高剛度、良好的韌性和抗疲勞功能。材料還需具備良好的耐腐蝕性、耐高溫性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，以適應(yīng)不同航天器部件間的連接需求。4.2螺紋連接材料螺紋連接是航天器裝配中常見的連接方式。螺紋連接材料主要包括不銹鋼、鈦合金、鋁合金等。不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和強度，適用于航天器內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接。鈦合金具有較高的強度和剛度，適用于承受較大載荷的連接部位。鋁合金密度較小，適用于減輕航天器重量。4.3焊接材料焊接連接在航天器制造中占有重要地位。焊接材料主要包括焊接填充材料、焊條、焊絲等。焊接填充材料應(yīng)具備與母材相匹配的力學(xué)功能和耐腐蝕功能。焊條和焊絲需具備良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和焊接功能，以保證焊接質(zhì)量。4.4粘接材料粘接連接在航天器裝配中逐漸得到廣泛應(yīng)用。粘接材料主要包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯、硅橡膠等。環(huán)氧樹脂具有良好的粘接強度和耐腐蝕性，適用于金屬與金屬、金屬與非金屬之間的連接。聚氨酯具有優(yōu)異的彈性和抗沖擊功能，適用于航天器緩沖連接。硅橡膠具有良好的耐高溫性和耐腐蝕性，適用于航天器外部組件的連接。，第五章航天器表面處理技術(shù)5.1表面防護涂層表面防護涂層是航天器表面處理技術(shù)的重要組成部分。其主要功能是保護航天器表面免受氧化、磨損、腐蝕等外部環(huán)境因素的影響，從而延長航天器的使用壽命。表面防護涂層按其成分和作用機理可分為以下幾類：（1）化學(xué)轉(zhuǎn)化膜：通過化學(xué)反應(yīng)在航天器表面形成一層均勻、致密的防護膜，如氧化膜、磷酸鹽膜等。（2）陽極氧化膜：利用電解方法在航天器表面形成一層均勻、致密的氧化膜，如鋁陽極氧化膜。（3）涂層：采用涂覆、噴漆等方法在航天器表面形成一層防護層，如有機涂層、無機涂層等。5.2表面改性技術(shù)表面改性技術(shù)是通過改變航天器表面的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和功能，提高其耐磨、耐腐蝕、抗疲勞等功能的方法。以下為幾種常見的表面改性技術(shù)：（1）離子注入：將高能離子注入航天器表面，改變其化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，提高其功能。（2）激光熔覆：利用激光熔覆技術(shù)在航天器表面形成一層高功能的合金層，提高其耐磨、耐腐蝕等功能。（3）電鍍：在航天器表面電化學(xué)反應(yīng)沉積一層金屬或合金，改變其功能。5.3表面處理技術(shù)的應(yīng)用表面處理技術(shù)在航天器制造和維修中具有廣泛的應(yīng)用，以下為幾個典型應(yīng)用實例：（1）航天器殼體表面處理：對航天器殼體進行表面防護涂層和改性處理，提高其耐磨、耐腐蝕功能，保證航天器在惡劣環(huán)境下的正常運行。（2）航天器結(jié)構(gòu)件表面處理：對航天器結(jié)構(gòu)件進行表面防護涂層和改性處理，提高其抗疲勞、抗磨損功能，降低故障率。（3）航天器光學(xué)元件表面處理：對航天器光學(xué)元件進行表面防護涂層和改性處理，提高其抗反射、抗輻射功能，保證光學(xué)系統(tǒng)的高效運行。（4）航天器熱控系統(tǒng)表面處理：對航天器熱控系統(tǒng)表面進行防護涂層和改性處理，提高其熱傳導(dǎo)、散熱功能，保證航天器在熱環(huán)境下的穩(wěn)定運行。第六章航天器電子元件材料6.1電子元件材料的選擇航天器電子元件材料的選擇是保證航天器電子系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在選擇電子元件材料時，需綜合考慮以下因素：（1）物理功能：電子元件材料應(yīng)具備良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、絕緣性等物理功能，以滿足電子元件在工作過程中的需求。（2）化學(xué)穩(wěn)定性：電子元件材料需具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性，以防止在航天器運行過程中因化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的功能下降。（3）機械功能：電子元件材料應(yīng)具有較高的強度、硬度和韌性，以保證在航天器振動、沖擊等環(huán)境下，電子元件的正常工作。（4）熱穩(wěn)定性：電子元件材料在高溫、低溫環(huán)境下應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性，以適應(yīng)航天器在不同環(huán)境下的工作需求。（5）工藝功能：電子元件材料應(yīng)具備良好的加工工藝功能，以便于電子元件的制造和安裝。6.2電子封裝材料電子封裝材料是電子元件的重要組成部分，其主要作用是保護電子元件免受外部環(huán)境的影響，提高電子元件的可靠性。以下為幾種常見的電子封裝材料：（1）塑料封裝材料：塑料封裝材料具有成本低、加工工藝簡單等特點，適用于低頻、低功耗的電子元件封裝。（2）陶瓷封裝材料：陶瓷封裝材料具有高熱穩(wěn)定性、高絕緣功能等特點，適用于高頻、高功耗的電子元件封裝。（3）金屬封裝材料：金屬封裝材料具有較高的強度、硬度和導(dǎo)熱功能，適用于高功率、高要求的電子元件封裝。（4）復(fù)合材料：復(fù)合材料結(jié)合了多種材料的優(yōu)點，具有良好的綜合功能，適用于特殊環(huán)境下的電子元件封裝。6.3電子元件材料的可靠性電子元件材料的可靠性是航天器電子系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)。以下因素影響電子元件材料的可靠性：（1）材料本身的功能：材料本身的功能直接決定了電子元件的可靠性。在選擇電子元件材料時，應(yīng)選擇具有良好功能的材料。（2）加工工藝：加工工藝對電子元件材料的可靠性具有重要影響。加工過程中應(yīng)嚴格控制工藝參數(shù)，保證電子元件材料的質(zhì)量。（3）環(huán)境因素：航天器在運行過程中，電子元件材料會受到溫度、濕度、輻射等多種環(huán)境因素的影響。針對不同環(huán)境因素，應(yīng)選擇具有相應(yīng)抗性的材料。（4）維護保養(yǎng)：在航天器運行過程中，對電子元件材料的維護保養(yǎng)也是提高可靠性的重要措施。定期檢查、清潔和更換損壞的電子元件材料，以保證電子系統(tǒng)的正常運行。通過以上措施，可以有效地提高航天器電子元件材料的可靠性，從而保證航天器電子系統(tǒng)的正常運行。第七章航天器傳感器材料7.1傳感器材料的功能要求航天器傳感器材料是航天器系統(tǒng)中的重要組成部分，其功能要求直接關(guān)系到航天器的可靠性和安全性。以下為航天器傳感器材料的功能要求：（1）高靈敏度：傳感器材料需具有高靈敏度，能夠準確、快速地響應(yīng)外部環(huán)境變化，保證航天器系統(tǒng)的正常運行。（2）高穩(wěn)定性：在航天器長期運行過程中，傳感器材料應(yīng)保持功能穩(wěn)定，不受溫度、濕度、輻射等因素的影響。（3）耐腐蝕性：航天器在運行過程中，可能會遇到各種惡劣環(huán)境，傳感器材料需具備良好的耐腐蝕性，以保證其長期穩(wěn)定工作。（4）低功耗：傳感器材料應(yīng)具有低功耗特性，以減少能源消耗，提高航天器系統(tǒng)的續(xù)航能力。（5）小型化、輕量化：為減小航天器體積和重量，傳感器材料需實現(xiàn)小型化、輕量化設(shè)計。7.2光學(xué)傳感器材料光學(xué)傳感器材料在航天器中具有廣泛的應(yīng)用，主要包括以下幾種：（1）光敏材料：光敏材料能夠?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換為電信號，如硅光敏材料、鍺光敏材料等。（2）光電器件材料：光電器件材料包括光電器件的核心部分，如光電池、光電二極管、光敏電阻等。（3）光纖材料：光纖材料用于制作光纖傳感器，具有傳輸速度快、抗干擾能力強等優(yōu)點。7.3熱敏傳感器材料熱敏傳感器材料在航天器中主要用于測量溫度，以下為幾種常見的熱敏傳感器材料：（1）熱敏電阻材料：熱敏電阻材料具有溫度敏感特性，如氧化物熱敏電阻、硅熱敏電阻等。（2）熱電偶材料：熱電偶材料能夠?qū)囟茸兓D(zhuǎn)換為電壓信號，如鎳鉻鎳硅熱電偶、銅康銅熱電偶等。（3）熱敏二極管材料：熱敏二極管材料具有溫度敏感特性，如硅熱敏二極管、鍺熱敏二極管等。7.4壓力傳感器材料壓力傳感器材料在航天器中用于測量氣體、液體的壓力，以下為幾種常見的壓力傳感器材料：（1）壓電材料：壓電材料能夠?qū)毫ψ兓D(zhuǎn)換為電信號，如石英、陶瓷等。（2）應(yīng)變片材料：應(yīng)變片材料具有應(yīng)變敏感特性，如金屬應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片等。（3）壓阻材料：壓阻材料具有壓力敏感特性，如硅壓阻材料、鍺壓阻材料等。航天器傳感器材料的研究與開發(fā)是提高航天器功能、保障航天器安全的重要途徑。通過對傳感器材料的不斷優(yōu)化和改進，可以進一步提高航天器系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。第八章航天器動力系統(tǒng)材料8.1燃料及氧化劑材料航天器動力系統(tǒng)中的燃料及氧化劑材料是保證航天器正常運行的關(guān)鍵組成部分。燃料材料主要包括液氫、液氧、煤油等，其特性對火箭的功能有著的影響。液氫具有較高的比能量，是當前航天器動力系統(tǒng)中最常用的燃料之一。液氧則作為氧化劑，與液氫配合使用，可以提供強大的推力。固體火箭燃料如端羥基聚丁二烯（HTPB）等也被廣泛應(yīng)用于航天器動力系統(tǒng)中。在氧化劑材料方面，主要包括過氧化氫、過氧化鈉等。過氧化氫具有較高的氧化能力，但其穩(wěn)定性較差，需要特殊儲存和處理。過氧化鈉則具有較好的穩(wěn)定性，但其活性相對較低。因此，在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)航天器動力系統(tǒng)的具體需求，選擇合適的燃料及氧化劑材料。8.2推進劑材料推進劑材料是航天器動力系統(tǒng)中的核心組成部分，其功能直接影響著航天器的推力和燃燒效率。推進劑材料主要包括固體推進劑和液體推進劑兩大類。固體推進劑主要由氧化劑、燃料和粘合劑等組成，具有較高的燃燒速度和推力。根據(jù)燃燒速度的不同，固體推進劑可分為高燃速推進劑和低燃速推進劑。高燃速推進劑適用于快速響應(yīng)的場合，如火箭彈道導(dǎo)彈等；低燃速推進劑則適用于長時間工作的場合，如衛(wèi)星姿控系統(tǒng)等。液體推進劑主要包括液氫、液氧、煤油等燃料和氧化劑，以及助燃劑、穩(wěn)定劑等輔助成分。液體推進劑具有燃燒穩(wěn)定、推力調(diào)節(jié)方便等特點，適用于多種航天器動力系統(tǒng)。8.3火箭發(fā)動機材料火箭發(fā)動機是航天器動力系統(tǒng)的核心部件，其功能對航天器的整體功能有著的影響?；鸺l(fā)動機材料主要包括以下幾個方面：（1）高溫材料：火箭發(fā)動機在工作過程中，燃燒室內(nèi)溫度可達到數(shù)千攝氏度，因此需要使用具有高溫強度、抗氧化性的材料，如鎳基高溫合金、陶瓷材料等。（2）耐磨材料：火箭發(fā)動機在高速氣流沖擊下，渦輪葉片等部件易受到磨損。因此，耐磨材料如碳化硅、氮化硅等陶瓷材料在火箭發(fā)動機中得到了廣泛應(yīng)用。（3）耐腐蝕材料：火箭發(fā)動機中的燃料和氧化劑對材料具有一定的腐蝕性，因此需要使用耐腐蝕材料，如鈦合金、不銹鋼等。（4）結(jié)構(gòu)材料：火箭發(fā)動機的外殼、支架等部件需要承受較大的機械負荷，因此需要使用具有較高的強度、剛度和韌性的材料，如鋁合金、鈦合金等。（5）熱防護材料：火箭發(fā)動機在工作過程中，燃燒室和噴管等部件表面溫度極高，需要使用熱防護材料，如陶瓷涂層、碳/碳復(fù)合材料等，以保護發(fā)動機部件免受高溫損傷。航天器動力系統(tǒng)材料的選擇與應(yīng)用需綜合考慮多種因素，包括燃料及氧化劑功能、推進劑功能、發(fā)動機部件功能等。通過不斷研究和優(yōu)化，為航天器提供高效、可靠的動力系統(tǒng)。第九章航天器生命保障系統(tǒng)材料9.1生命保障系統(tǒng)材料的功能要求9.1.1耐高溫功能航天器生命保障系統(tǒng)材料需具備良好的耐高溫功能，能夠在極端溫度環(huán)境下保持穩(wěn)定功能，保證生命保障系統(tǒng)的正常運行。9.1.2耐腐蝕功能生命保障系統(tǒng)材料需具備優(yōu)異的耐腐蝕功能，以抵抗氧化、腐蝕等因素對系統(tǒng)造成的影響，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。9.1.3耐磨損功能生命保障系統(tǒng)材料應(yīng)具備良好的耐磨損功能，以應(yīng)對高速運動、摩擦等導(dǎo)致的磨損，降低系統(tǒng)故障風(fēng)險。9.1.4生物相容性生命保障系統(tǒng)材料需具備良好的生物相容性，以保證與人體組織的和諧相處，避免對人體造成不良反應(yīng)。9.1.5良好的力學(xué)功能生命保障系統(tǒng)材料應(yīng)具備優(yōu)異的力學(xué)功能，以滿足在復(fù)雜環(huán)境下對材料的強度、韌性等功能的要求。9.2生命保障系統(tǒng)的關(guān)鍵材料9.2.1高溫合金高溫合金具有優(yōu)異的高溫強度、耐腐蝕和抗氧化功能，適用于生命保障系統(tǒng)中的熱交換器、燃燒室等部件。9.2.2陶瓷材料陶瓷材料具有高溫穩(wěn)定性、耐腐蝕、低熱膨脹系數(shù)等特點，適用于生命保障系統(tǒng)中的燃燒室、熱防護系統(tǒng)等部件。9.2.3復(fù)合材料復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強度、耐腐蝕等特點，適用于生命保障系統(tǒng)中的壓力容器、支架等部件。9.2.4生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料具有良好的生物相容性、耐腐蝕性和力學(xué)功能，適用于生命保障系統(tǒng)中的氧氣發(fā)生器、二氧化碳吸收器等部件。9.3生命保障材料的應(yīng)用9.3.1高溫合金在生命保障系統(tǒng)中的應(yīng)用高溫合金在生命保障系統(tǒng)中主要用于制造熱交換器、燃燒室等關(guān)鍵部件，有效提高系統(tǒng)的高溫功能和穩(wěn)定性。9.3.2陶瓷材料在生命保障系統(tǒng)中的應(yīng)用陶瓷材料在生命保障系統(tǒng)中應(yīng)用于燃燒室、熱防護系統(tǒng)等部件，提高系統(tǒng)的耐高溫、耐腐蝕功能。9.3.3復(fù)合材料在生命保障系統(tǒng)中的應(yīng)用復(fù)合材料在生命保障系統(tǒng)中主要用于制造壓力容器、支架等部件，減輕系統(tǒng)重量，提高系統(tǒng)強度和穩(wěn)定