航空航天材料與制造作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

航空航天材料與制造作業(yè)指導(dǎo)書(shū)TOC\o"1-2"\h\u15995第一章航空航天材料概述 3108331.1航空航天材料的發(fā)展歷程 322511.2航空航天材料分類(lèi)及特點(diǎn) 32462第二章金屬材料 4276052.1鈦合金材料 4109562.1.1材料概述 4168992.1.2材料功能 4126052.1.3應(yīng)用領(lǐng)域 4290232.2鋁合金材料 4169552.2.1材料概述 4112152.2.2材料功能 5273432.2.3應(yīng)用領(lǐng)域 5189502.3鋼鐵材料 5269832.3.1材料概述 5243562.3.2材料功能 585792.3.3應(yīng)用領(lǐng)域 5210112.4高溫合金材料 5291912.4.1材料概述 5294852.4.2材料功能 5109812.4.3應(yīng)用領(lǐng)域 530638第三章復(fù)合材料 613333.1碳纖維復(fù)合材料 6209773.1.1材料概述 6227763.1.2制造工藝 6216643.1.3功能特點(diǎn) 6261433.1.4應(yīng)用領(lǐng)域 6164323.2玻璃纖維復(fù)合材料 6293173.2.1材料概述 654693.2.2制造工藝 6197113.2.3功能特點(diǎn) 773093.2.4應(yīng)用領(lǐng)域 714583.3陶瓷基復(fù)合材料 7208013.3.1材料概述 7282373.3.2制造工藝 766433.3.3功能特點(diǎn) 7186463.3.4應(yīng)用領(lǐng)域 7143623.4金屬基復(fù)合材料 85623.4.1材料概述 8310253.4.2制造工藝 8321403.4.3功能特點(diǎn) 8145673.4.4應(yīng)用領(lǐng)域 824641第四章航空航天材料制備工藝 815114.1粉末冶金工藝 825674.2熔融金屬鑄造工藝 915034.3精密鍛造工藝 98664.4高溫?cái)U(kuò)散連接工藝 923206第五章航空航天材料成形加工 10155255.1超塑性成形技術(shù) 1065815.1.1超塑性成形原理 1025745.1.2超塑性成形工藝 10123715.1.3超塑性成形設(shè)備 10281025.2高速精密成形技術(shù) 1087315.2.1高速精密成形原理 1017305.2.2高速精密成形工藝 10155645.2.3高速精密成形設(shè)備 10296625.3超高強(qiáng)度成形技術(shù) 11295735.3.1超高強(qiáng)度成形原理 11134855.3.2超高強(qiáng)度成形工藝 11258065.3.3超高強(qiáng)度成形設(shè)備 1176255.4復(fù)合材料成形技術(shù) 11271835.4.1復(fù)合材料成形原理 11257725.4.2復(fù)合材料成形工藝 11176875.4.3復(fù)合材料成形設(shè)備 1110079第六章航空航天材料功能檢測(cè)與評(píng)價(jià) 11236496.1材料力學(xué)功能檢測(cè) 11139456.2材料物理功能檢測(cè) 12222156.3材料化學(xué)功能檢測(cè) 12236256.4材料耐腐蝕功能檢測(cè) 13498第七章航空航天材料應(yīng)用 13292167.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料 13130687.2發(fā)動(dòng)機(jī)材料 13238277.3機(jī)身材料 14299637.4導(dǎo)彈及衛(wèi)星材料 145554第八章航空航天材料與環(huán)境 14148468.1高溫環(huán)境下的材料功能 15149778.2空間環(huán)境對(duì)材料的影響 15123338.3環(huán)境友好型材料 15274528.4航空航天材料可持續(xù)發(fā)展 168392第九章航空航天材料發(fā)展趨勢(shì) 16233359.1新材料研發(fā) 16116379.2制造技術(shù)進(jìn)步 16150989.3材料應(yīng)用拓展 17110179.4綠色制造與可持續(xù)發(fā)展 1724372第十章航空航天材料與制造標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 18284710.1材料標(biāo)準(zhǔn)體系 182810510.2制造工藝標(biāo)準(zhǔn) 18498610.3質(zhì)量控制與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 183035110.4環(huán)境與職業(yè)健康安全標(biāo)準(zhǔn) 19、第一章航空航天材料概述1.1航空航天材料的發(fā)展歷程航空航天材料的發(fā)展歷程與航空、航天技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān)。自20世紀(jì)初以來(lái)，航空航天材料經(jīng)歷了從傳統(tǒng)材料向高功能復(fù)合材料的發(fā)展過(guò)程。以下是航空航天材料發(fā)展的幾個(gè)階段：（1）早期階段：20世紀(jì)初，航空工業(yè)主要采用木材、布料和金屬等傳統(tǒng)材料。這些材料具有重量輕、成本較低的特點(diǎn)，但無(wú)法滿足高速、高空飛行的需求。（2）金屬階段：20世紀(jì)30年代，航空技術(shù)的發(fā)展，金屬材料逐漸取代傳統(tǒng)材料。鋁合金、不銹鋼等金屬材料具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕功能，適用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)制造。（3）復(fù)合材料階段：20世紀(jì)50年代，航空航天材料進(jìn)入復(fù)合材料時(shí)代。復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭等航空航天器制造。（4）高功能材料階段：20世紀(jì)80年代以來(lái)，航空航天材料向高功能、輕量化方向發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料、鈦合金等材料在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，提高了飛行器的功能和可靠性。1.2航空航天材料分類(lèi)及特點(diǎn)航空航天材料種類(lèi)繁多，根據(jù)其化學(xué)成分和功能特點(diǎn)，可分為以下幾類(lèi)：（1）金屬材料：主要包括鋁合金、鈦合金、不銹鋼等。這類(lèi)材料具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕功能，適用于承受較大載荷的結(jié)構(gòu)件。（2）復(fù)合材料：由兩種或兩種以上不同材料組成，具有優(yōu)異的力學(xué)功能和功能特性。主要包括碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料等。這類(lèi)材料在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。（3）陶瓷材料：具有高溫強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，適用于高溫環(huán)境下的航空航天器部件。（4）塑料材料：具有輕質(zhì)、絕緣、耐腐蝕等特點(diǎn)，主要用于航空航天器的內(nèi)飾、絕緣部件等。（5）橡膠材料：具有優(yōu)良的彈性、耐腐蝕和耐高溫功能，適用于航空航天器的密封、減震等部件。（6）納米材料：具有獨(dú)特的物理和化學(xué)功能，如高強(qiáng)度、高韌性、低密度等。納米材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。各類(lèi)航空航天材料的特點(diǎn)如下：（1）金屬材料：重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕功能好，但成本相對(duì)較高。（2）復(fù)合材料：輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨損，但成本較高，加工難度大。（3）陶瓷材料：高溫強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐磨，但脆性較大，難以加工。（4）塑料材料：輕質(zhì)、絕緣、耐腐蝕，但強(qiáng)度較低，不耐高溫。（5）橡膠材料：彈性好、耐腐蝕、耐高溫，但強(qiáng)度較低。（6）納米材料：高強(qiáng)度、高韌性、低密度，但成本較高，尚處于研發(fā)階段。第二章金屬材料2.1鈦合金材料2.1.1材料概述鈦合金材料是一種以鈦為主要元素，添加其他合金元素（如鋁、釩、鉻等）所形成的合金。鈦合金具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕功能好、耐高溫等特點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。2.1.2材料功能鈦合金材料具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，抗疲勞功能良好，可在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下工作。鈦合金具有良好的成形功能和焊接功能。2.1.3應(yīng)用領(lǐng)域鈦合金在航空航天領(lǐng)域主要應(yīng)用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件、結(jié)構(gòu)件、緊固件等。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、航天器殼體等部件也有廣泛應(yīng)用。2.2鋁合金材料2.2.1材料概述鋁合金材料是以鋁為主要元素，添加其他合金元素（如銅、硅、鎂、鋅等）所形成的合金。鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕功能好、導(dǎo)電導(dǎo)熱功能優(yōu)良等特點(diǎn)。2.2.2材料功能鋁合金材料具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，抗疲勞功能良好，耐腐蝕功能優(yōu)良。鋁合金具有良好的成形功能、焊接功能和導(dǎo)電導(dǎo)熱功能。2.2.3應(yīng)用領(lǐng)域鋁合金在航空航天領(lǐng)域主要應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)件、蒙皮、翼梁等。在航天器結(jié)構(gòu)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件等部件也有廣泛應(yīng)用。2.3鋼鐵材料2.3.1材料概述鋼鐵材料是指以鐵為主要元素，添加碳、錳、硅、硫、磷等合金元素所形成的合金。鋼鐵材料具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨損等特點(diǎn)。2.3.2材料功能鋼鐵材料具有較高的強(qiáng)度和韌性，耐磨損功能良好。鋼鐵材料具有良好的焊接功能、成形功能和導(dǎo)電導(dǎo)熱功能。2.3.3應(yīng)用領(lǐng)域鋼鐵材料在航空航天領(lǐng)域主要應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、緊固件等。在航天器結(jié)構(gòu)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件等部件也有廣泛應(yīng)用。2.4高溫合金材料2.4.1材料概述高溫合金材料是指能夠在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作的合金材料。這類(lèi)材料通常具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗氧化功能、抗熱腐蝕功能和抗疲勞功能。2.4.2材料功能高溫合金材料具有較高的高溫強(qiáng)度和抗氧化功能，抗熱腐蝕功能和抗疲勞功能良好。這類(lèi)材料具有良好的成形功能和焊接功能。2.4.3應(yīng)用領(lǐng)域高溫合金材料在航空航天領(lǐng)域主要應(yīng)用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、燃燒室部件、渦輪盤(pán)等高溫部件。在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件、航天器熱防護(hù)系統(tǒng)等部件也有廣泛應(yīng)用。第三章復(fù)合材料3.1碳纖維復(fù)合材料3.1.1材料概述碳纖維復(fù)合材料（CarbonFiberReinforcedPolymer,CFRP）是由碳纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料。碳纖維具有較高的強(qiáng)度、模量和耐腐蝕功能，而樹(shù)脂基體則提供良好的韌性和成形功能。該復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。3.1.2制造工藝碳纖維復(fù)合材料的制造工藝主要包括預(yù)浸料法、樹(shù)脂傳遞模塑法（RTM）和真空輔助樹(shù)脂注入法（VARI）等。預(yù)浸料法是將碳纖維與樹(shù)脂預(yù)先混合，然后進(jìn)行熱壓固化；RTM和VARI則是將碳纖維預(yù)制體放入模具中，再注入樹(shù)脂并固化。3.1.3功能特點(diǎn)碳纖維復(fù)合材料具有以下功能特點(diǎn)：（1）高強(qiáng)度、高模量；（2）低密度、輕質(zhì)；（3）良好的耐腐蝕功能；（4）優(yōu)異的疲勞功能；（5）可設(shè)計(jì)性。3.1.4應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件、衛(wèi)星天線、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等。3.2玻璃纖維復(fù)合材料3.2.1材料概述玻璃纖維復(fù)合材料（GlassFiberReinforcedPolymer,GFRP）是由玻璃纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料。玻璃纖維具有較高的強(qiáng)度和耐腐蝕功能，而樹(shù)脂基體則提供良好的韌性和成形功能。3.2.2制造工藝玻璃纖維復(fù)合材料的制造工藝主要包括手糊法、噴射法、纏繞法等。手糊法是將玻璃纖維布與樹(shù)脂手工貼合，再進(jìn)行固化；噴射法是將玻璃纖維與樹(shù)脂混合后噴射到模具表面，再進(jìn)行固化；纏繞法則將玻璃纖維絲纏繞在芯模上，再注入樹(shù)脂并固化。3.2.3功能特點(diǎn)玻璃纖維復(fù)合材料具有以下功能特點(diǎn)：（1）較高的強(qiáng)度；（2）良好的耐腐蝕功能；（3）優(yōu)異的成形功能；（4）較低的成本。3.2.4應(yīng)用領(lǐng)域玻璃纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括飛機(jī)內(nèi)飾、雷達(dá)罩、衛(wèi)星天線等。3.3陶瓷基復(fù)合材料3.3.1材料概述陶瓷基復(fù)合材料（CeramicMatrixComposite,CMC）是由陶瓷纖維與陶瓷基體復(fù)合而成的材料。陶瓷纖維具有較高的熔點(diǎn)和耐高溫功能，而陶瓷基體則提供良好的韌性和成形功能。3.3.2制造工藝陶瓷基復(fù)合材料的制造工藝主要包括先驅(qū)體法、熔融鹽法、熱壓法等。先驅(qū)體法是將先驅(qū)體與陶瓷纖維混合，再進(jìn)行熱處理；熔融鹽法是將陶瓷纖維與熔融鹽混合，再進(jìn)行熱處理；熱壓法則將陶瓷纖維與陶瓷基體直接熱壓固化。3.3.3功能特點(diǎn)陶瓷基復(fù)合材料具有以下功能特點(diǎn)：（1）高熔點(diǎn)、耐高溫；（2）良好的耐腐蝕功能；（3）優(yōu)異的耐磨功能；（4）較低的熱導(dǎo)率。3.3.4應(yīng)用領(lǐng)域陶瓷基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件、燃燒室、火箭噴嘴等。3.4金屬基復(fù)合材料3.4.1材料概述金屬基復(fù)合材料（MetalMatrixComposite,MMC）是由金屬纖維或顆粒與金屬基體復(fù)合而成的材料。金屬纖維或顆粒具有較高的強(qiáng)度和模量，而金屬基體則提供良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和成形功能。3.4.2制造工藝金屬基復(fù)合材料的制造工藝主要包括熔融金屬浸漬法、粉末冶金法、熱壓法等。熔融金屬浸漬法是將金屬纖維或顆粒與熔融金屬混合，再進(jìn)行冷卻固化；粉末冶金法是將金屬纖維或顆粒與金屬粉末混合，再進(jìn)行壓制和燒結(jié)；熱壓法則將金屬纖維或顆粒與金屬基體直接熱壓固化。3.4.3功能特點(diǎn)金屬基復(fù)合材料具有以下功能特點(diǎn)：（1）高強(qiáng)度、高模量；（2）良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱功能；（3）優(yōu)異的耐磨損功能；（4）可設(shè)計(jì)性。3.4.4應(yīng)用領(lǐng)域金屬基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、衛(wèi)星部件等。第四章航空航天材料制備工藝4.1粉末冶金工藝粉末冶金工藝是一種在航空航天材料制備中具有重要應(yīng)用的工藝方法。其主要原理是將金屬或合金粉末與適量添加劑混合后，通過(guò)壓制、燒結(jié)等工序，制備出具有一定形狀、尺寸和功能的粉末冶金制品。以下是粉末冶金工藝的主要步驟：（1）粉末制備：選用合適的金屬或合金粉末，如鈦、鎳、鈷等，進(jìn)行球磨、氣流粉碎等處理，以滿足制品功能要求。（2）混合：將金屬粉末與適量添加劑混合，以提高制品的物理和化學(xué)功能。（3）壓制：將混合好的粉末放入模具中，通過(guò)壓力機(jī)進(jìn)行壓制，使其具有一定的形狀和尺寸。（4）燒結(jié)：將壓制好的粉末冶金制品放入燒結(jié)爐中，在高溫下使粉末顆粒結(jié)合，形成具有一定功能的固態(tài)材料。4.2熔融金屬鑄造工藝熔融金屬鑄造工藝是將金屬或合金熔化后，澆注到預(yù)先制備好的模具中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固、去應(yīng)力等過(guò)程，制備出所需形狀和尺寸的航空航天材料。以下為熔融金屬鑄造工藝的主要環(huán)節(jié)：（1）熔煉：將所選金屬或合金在爐中進(jìn)行熔煉，達(dá)到所需成分和溫度。（2）澆注：將熔融金屬澆注到模具中，注意澆注速度和溫度，以保證鑄件質(zhì)量。（3）冷卻與凝固：金屬在模具中冷卻、凝固，形成固態(tài)材料。（4）去應(yīng)力：對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理，以消除內(nèi)部應(yīng)力，提高材料功能。4.3精密鍛造工藝精密鍛造工藝是一種在航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的材料制備方法，其主要特點(diǎn)是高精度、高效率、低能耗。以下為精密鍛造工藝的主要步驟：（1）模具設(shè)計(jì)：根據(jù)所需產(chǎn)品的形狀和尺寸，設(shè)計(jì)鍛造模具。（2）加熱：將金屬坯料加熱至適當(dāng)溫度，以提高塑性。（3）鍛造：利用鍛造設(shè)備，將加熱后的金屬坯料在模具中成形。（4）精整：對(duì)鍛造后的產(chǎn)品進(jìn)行尺寸和形狀的校正，以滿足航空航天材料的高精度要求。4.4高溫?cái)U(kuò)散連接工藝高溫?cái)U(kuò)散連接工藝是一種在航空航天材料制備中具有重要應(yīng)用的連接方法，其主要原理是在高溫下，通過(guò)原子間的擴(kuò)散作用，實(shí)現(xiàn)金屬或合金的連接。以下為高溫?cái)U(kuò)散連接工藝的主要環(huán)節(jié)：（1）清洗：對(duì)連接部位進(jìn)行清洗，去除油污、氧化物等雜質(zhì)。（2）裝配：將待連接的金屬或合金部件組裝在一起，保證連接部位的準(zhǔn)確對(duì)接。（3）加熱：將連接部位加熱至高溫，使原子間發(fā)生擴(kuò)散。（4）保溫：在一定溫度下保持一段時(shí)間，使連接部位達(dá)到所需的功能。（5）冷卻：關(guān)閉加熱源，使連接部位冷卻至室溫。，第五章航空航天材料成形加工5.1超塑性成形技術(shù)超塑性成形技術(shù)是一種在特定條件下，利用材料超塑性特性進(jìn)行成形加工的方法。該技術(shù)具有成形精度高、材料利用率高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。在航空航天領(lǐng)域，超塑性成形技術(shù)主要用于鈦合金、鋁合金等材料的成形加工。5.1.1超塑性成形原理超塑性成形技術(shù)基于材料的超塑性特性，即在一定的溫度和應(yīng)變速率范圍內(nèi)，材料表現(xiàn)出極高的延伸率。超塑性成形過(guò)程中，材料在高溫、低應(yīng)變速率條件下，通過(guò)晶粒長(zhǎng)大、晶界滑動(dòng)等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)大變形而不破裂。5.1.2超塑性成形工藝超塑性成形工藝主要包括超塑性拉伸、超塑性壓縮、超塑性彎曲等。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)航空航天零件的形狀和尺寸要求，選擇合適的成形工藝。5.1.3超塑性成形設(shè)備超塑性成形設(shè)備主要包括高溫爐、成形壓力機(jī)、模具等。設(shè)備應(yīng)具備良好的溫度控制功能、高精度的成形控制功能以及足夠的剛度和強(qiáng)度。5.2高速精密成形技術(shù)高速精密成形技術(shù)是一種在高速、高壓條件下，利用模具對(duì)材料進(jìn)行快速、精確成形的方法。該技術(shù)具有成形精度高、生產(chǎn)效率高、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于航空航天領(lǐng)域的高精度零件成形。5.2.1高速精密成形原理高速精密成形技術(shù)基于材料的塑性變形特性，通過(guò)高速、高壓作用于材料，使其在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生塑性變形，從而實(shí)現(xiàn)零件的精確成形。5.2.2高速精密成形工藝高速精密成形工藝主要包括高速拉伸、高速壓縮、高速?gòu)澢?。根?jù)航空航天零件的形狀和尺寸要求，選擇合適的成形工藝。5.2.3高速精密成形設(shè)備高速精密成形設(shè)備主要包括高速成形壓力機(jī)、模具、控制系統(tǒng)等。設(shè)備應(yīng)具備高速度、高精度、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，以滿足航空航天領(lǐng)域的高精度成形需求。5.3超高強(qiáng)度成形技術(shù)超高強(qiáng)度成形技術(shù)是一種在高溫、高壓條件下，利用材料超高強(qiáng)度特性進(jìn)行成形加工的方法。該技術(shù)具有成形精度高、材料利用率高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于航空航天領(lǐng)域的高強(qiáng)度零件成形。5.3.1超高強(qiáng)度成形原理超高強(qiáng)度成形技術(shù)基于材料的超高強(qiáng)度特性，即在高溫、高壓條件下，材料具有較高的強(qiáng)度和良好的成形功能。5.3.2超高強(qiáng)度成形工藝超高強(qiáng)度成形工藝主要包括超高強(qiáng)度拉伸、超高強(qiáng)度壓縮、超高強(qiáng)度彎曲等。根據(jù)航空航天零件的形狀和尺寸要求，選擇合適的成形工藝。5.3.3超高強(qiáng)度成形設(shè)備超高強(qiáng)度成形設(shè)備主要包括高溫爐、成形壓力機(jī)、模具等。設(shè)備應(yīng)具備良好的溫度控制功能、高精度的成形控制功能以及足夠的剛度和強(qiáng)度。5.4復(fù)合材料成形技術(shù)復(fù)合材料成形技術(shù)是一種將兩種或兩種以上不同功能的材料，通過(guò)一定的成形工藝，制成具有所需功能的復(fù)合材料零件的方法。該技術(shù)在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。5.4.1復(fù)合材料成形原理復(fù)合材料成形技術(shù)基于材料的復(fù)合效應(yīng)，通過(guò)將不同功能的材料進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)材料功能的優(yōu)化。5.4.2復(fù)合材料成形工藝復(fù)合材料成形工藝主要包括熱壓成形、真空成形、纏繞成形等。根據(jù)航空航天零件的形狀、尺寸和功能要求，選擇合適的成形工藝。5.4.3復(fù)合材料成形設(shè)備復(fù)合材料成形設(shè)備主要包括熱壓機(jī)、真空泵、纏繞機(jī)等。設(shè)備應(yīng)具備良好的溫度控制功能、高精度的成形控制功能以及足夠的剛度和強(qiáng)度。第六章航空航天材料功能檢測(cè)與評(píng)價(jià)6.1材料力學(xué)功能檢測(cè)航空航天材料在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，其力學(xué)功能的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。力學(xué)功能檢測(cè)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）拉伸試驗(yàn)：通過(guò)拉伸試驗(yàn)，可以測(cè)定材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率等力學(xué)指標(biāo)，從而評(píng)價(jià)材料的強(qiáng)度和塑性。（2）壓縮試驗(yàn)：壓縮試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)材料在承受壓縮載荷時(shí)的力學(xué)功能，如抗壓強(qiáng)度、壓縮模量等。（3）彎曲試驗(yàn)：彎曲試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)材料在受到彎曲載荷時(shí)的力學(xué)功能，如抗彎強(qiáng)度、彎曲模量等。（4）沖擊試驗(yàn)：沖擊試驗(yàn)可以測(cè)定材料在受到?jīng)_擊載荷時(shí)的韌性和脆性，以評(píng)價(jià)材料的沖擊功能。（5）疲勞試驗(yàn)：疲勞試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)材料在反復(fù)載荷作用下的疲勞壽命和疲勞強(qiáng)度。6.2材料物理功能檢測(cè)航空航天材料的物理功能檢測(cè)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）密度測(cè)試：通過(guò)測(cè)量材料的質(zhì)量和體積，計(jì)算其密度，從而評(píng)價(jià)材料的輕質(zhì)功能。（2）熱導(dǎo)率測(cè)試：熱導(dǎo)率測(cè)試可以評(píng)價(jià)材料在傳熱過(guò)程中的導(dǎo)熱功能，對(duì)航空航天器的熱管理具有重要意義。（3）電導(dǎo)率測(cè)試：電導(dǎo)率測(cè)試用于評(píng)價(jià)材料的導(dǎo)電功能，對(duì)航空航天器的電磁兼容性有重要影響。（4）磁功能測(cè)試：磁功能測(cè)試可以評(píng)價(jià)材料在磁場(chǎng)中的磁導(dǎo)率、磁飽和度等參數(shù)，對(duì)航空航天器的電磁兼容性有重要作用。（5）光學(xué)功能測(cè)試：光學(xué)功能測(cè)試主要包括透光率、反射率、折射率等參數(shù)的測(cè)定，對(duì)航空航天器的外觀和光學(xué)系統(tǒng)功能有重要影響。6.3材料化學(xué)功能檢測(cè)航空航天材料的化學(xué)功能檢測(cè)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）化學(xué)成分分析：通過(guò)化學(xué)分析方法，測(cè)定材料中的元素種類(lèi)和含量，評(píng)價(jià)材料的化學(xué)成分是否符合要求。（2）金相分析：金相分析可以觀察材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)材料的微觀結(jié)構(gòu)和功能。（3）耐腐蝕功能測(cè)試：耐腐蝕功能測(cè)試用于評(píng)價(jià)材料在特定環(huán)境下的耐腐蝕功能，如鹽水浸泡試驗(yàn)、酸堿腐蝕試驗(yàn)等。（4）熱穩(wěn)定性測(cè)試：熱穩(wěn)定性測(cè)試可以評(píng)價(jià)材料在高溫環(huán)境下的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)航空航天器在極端環(huán)境下的可靠性具有重要意義。6.4材料耐腐蝕功能檢測(cè)航空航天材料在惡劣環(huán)境下使用時(shí)，耐腐蝕功能。耐腐蝕功能檢測(cè)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）電化學(xué)腐蝕測(cè)試：通過(guò)電化學(xué)腐蝕測(cè)試，評(píng)價(jià)材料在特定環(huán)境下的腐蝕速率和腐蝕機(jī)理。（2）浸泡腐蝕測(cè)試：浸泡腐蝕測(cè)試可以模擬實(shí)際使用環(huán)境，評(píng)價(jià)材料在長(zhǎng)時(shí)間浸泡下的腐蝕情況。（3）大氣腐蝕測(cè)試：大氣腐蝕測(cè)試用于評(píng)價(jià)材料在自然環(huán)境中受到大氣腐蝕的影響。（4）高溫腐蝕測(cè)試：高溫腐蝕測(cè)試可以評(píng)價(jià)材料在高溫環(huán)境下的耐腐蝕功能。（5）腐蝕疲勞測(cè)試：腐蝕疲勞測(cè)試用于評(píng)價(jià)材料在腐蝕和疲勞共同作用下的耐久功能。第七章航空航天材料應(yīng)用7.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料航空航天領(lǐng)域?qū)︼w機(jī)結(jié)構(gòu)材料的要求極高，主要涉及材料的輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨損和良好的疲勞功能。以下是幾種常用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料：（1）鋁合金：具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕功能好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)蒙皮、翼梁、框架等部位。（2）鈦合金：具有高強(qiáng)度、低密度、優(yōu)良的耐腐蝕功能和疲勞功能，適用于飛機(jī)起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)支架等關(guān)鍵部位。（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(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可用于飛機(jī)機(jī)翼、尾翼等部位。7.2發(fā)動(dòng)機(jī)材料發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，對(duì)材料的要求更為嚴(yán)格。以下是一些常用的發(fā)動(dòng)機(jī)材料：（1）高溫合金：具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、抗氧化功能和耐腐蝕功能，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、渦輪葉片等高溫部位。（2）鎳基合金：具有高溫強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)、渦輪軸等關(guān)鍵部位。（3）陶瓷材料：具有高溫強(qiáng)度、低熱膨脹系數(shù)、優(yōu)良的抗氧化功能，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、渦輪葉片等高溫部位。7.3機(jī)身材料機(jī)身是飛機(jī)的主要承力構(gòu)件，對(duì)材料的要求包括輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨損等。以下是一些常用的機(jī)身材料：（1）鋁合金：具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕功能好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)身蒙皮、框架等部位。（2）鈦合金：具有高強(qiáng)度、低密度、優(yōu)良的耐腐蝕功能和疲勞功能，適用于機(jī)身結(jié)構(gòu)件、起落架等部位。（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(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可用于機(jī)身蒙皮、艙門(mén)等部位。7.4導(dǎo)彈及衛(wèi)星材料導(dǎo)彈及衛(wèi)星材料要求具有高強(qiáng)度、低密度、耐腐蝕、耐高溫等功能。以下是一些常用的導(dǎo)彈及衛(wèi)星材料：（1）高強(qiáng)度鋼：具有高強(qiáng)度、良好的韌性和耐腐蝕功能，適用于導(dǎo)彈彈體、衛(wèi)星支架等部位。（2）鈦合金：具有高強(qiáng)度、低密度、優(yōu)良的耐腐蝕功能和耐高溫功能，適用于導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、衛(wèi)星天線等部位。（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(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可用于導(dǎo)彈彈翼、衛(wèi)星太陽(yáng)能電池板等部位。陶瓷材料、高溫合金等也在導(dǎo)彈及衛(wèi)星領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)不斷研究和開(kāi)發(fā)新型材料，我國(guó)航空航天材料應(yīng)用水平得到了顯著提升，為我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第八章航空航天材料與環(huán)境8.1高溫環(huán)境下的材料功能在航空航天領(lǐng)域，高溫環(huán)境對(duì)材料功能的影響不容忽視。高溫環(huán)境下，材料的物理、化學(xué)功能會(huì)發(fā)生顯著變化，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）熱穩(wěn)定性：材料在高溫環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)完整和功能穩(wěn)定的能力。熱穩(wěn)定性差的材料在高溫下易發(fā)生相變、軟化、熔化等過(guò)程，導(dǎo)致功能下降。（2）熱膨脹功能：材料在高溫環(huán)境下尺寸變化的能力。熱膨脹系數(shù)大的材料在高溫下易發(fā)生熱變形，影響航空航天器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。（3）高溫強(qiáng)度：材料在高溫環(huán)境下抵抗外力作用的能力。高溫強(qiáng)度高的材料在高溫環(huán)境下具有較高的承載能力。（4）高溫疲勞功能：材料在高溫環(huán)境下反復(fù)承受外力作用時(shí)，抵抗疲勞破壞的能力。高溫疲勞功能差的材料在高溫環(huán)境下易發(fā)生疲勞破壞。8.2空間環(huán)境對(duì)材料的影響空間環(huán)境對(duì)材料的影響主要包括以下幾個(gè)方面：（1）真空環(huán)境：真空環(huán)境下，材料易發(fā)生升華、濺射等現(xiàn)象，導(dǎo)致表面形貌和功能變化。（2）輻射環(huán)境：空間輻射對(duì)材料功能產(chǎn)生顯著影響，如輻射損傷、輻射增強(qiáng)效應(yīng)等。（3）微重力環(huán)境：微重力環(huán)境下，材料內(nèi)部質(zhì)量傳輸過(guò)程受到抑制，可能導(dǎo)致材料功能發(fā)生變化。（4）空間粒子輻射：空間粒子輻射對(duì)材料表面產(chǎn)生濺射、注入等效應(yīng)，影響材料功能。8.3環(huán)境友好型材料環(huán)境友好型材料是指在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用過(guò)程中，具有較小環(huán)境影響、較高資源利用率和較低能耗的材料。主要包括以下幾類(lèi)：（1）生物可降解材料：在自然環(huán)境條件下，生物可降解材料能夠被微生物分解，降低環(huán)境污染。（2）可再生資源材料：利用可再生資源制備的材料，如生物質(zhì)材料、天然纖維等，具有較低的碳排放和資源消耗。（3）低能耗制備材料：采用低能耗制備工藝，如冷加工、固相反應(yīng)等，減少能源消耗和環(huán)境污染。8.4航空航天材料可持續(xù)發(fā)展航空航天材料可持續(xù)發(fā)展是指在航空航天領(lǐng)域，從材料設(shè)計(jì)、制備、應(yīng)用、回收再利用等全生命周期過(guò)程中，充分考慮資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素，實(shí)現(xiàn)材料的高功能、低成本、低環(huán)境影響和循環(huán)利用。為實(shí)現(xiàn)航空航天材料的可持續(xù)發(fā)展，需采取以下措施：（1）優(yōu)化材料設(shè)計(jì)：根據(jù)航空航天領(lǐng)域需求，設(shè)計(jì)具有高功能、低成本、環(huán)境友好等特點(diǎn)的材料。（2）綠色制備工藝：采用綠色制備工藝，降低能耗、減少?gòu)U棄物排放。（3）循環(huán)利用：加強(qiáng)航空航天材料回收再利用技術(shù)研究，提高資源利用率。（4）政策引導(dǎo)：制定相關(guān)政策，鼓勵(lì)企業(yè)采用環(huán)境友好型材料，推動(dòng)航空航天材料可持續(xù)發(fā)展。第九章航空航天材料發(fā)展趨勢(shì)9.1新材料研發(fā)航空航天技術(shù)的不斷進(jìn)步，新材料研發(fā)成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。我國(guó)在新材料研發(fā)方面取得了顯著成果，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）高溫合金：為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)等高溫部件的需求，我國(guó)研究人員在高溫合金領(lǐng)域取得了突破，研發(fā)出具有優(yōu)異高溫強(qiáng)度、抗氧化功能和耐腐蝕功能的新型高溫合金。（2）復(fù)合材料：復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。我國(guó)研究人員通過(guò)改進(jìn)復(fù)合材料制備工藝，研發(fā)出具有更高功能的復(fù)合材料，如碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料等。（3）納米材料：納米材料具有獨(dú)特的物理和化學(xué)功能，為航空航天領(lǐng)域帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)在納米材料研發(fā)方面取得了重要進(jìn)展，如納米氧化鋁、納米碳管等。9.2制造技術(shù)進(jìn)步制造技術(shù)進(jìn)步是航空航天材料發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以下是我國(guó)在制造技術(shù)方面的主要進(jìn)展：（1）熔模鑄造：熔模鑄造技術(shù)具有精度高、尺寸穩(wěn)定、表面光潔度好等優(yōu)點(diǎn)，適用于復(fù)雜航空航天結(jié)構(gòu)件的制造。我國(guó)研究人員通過(guò)優(yōu)化熔模鑄造工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。（2）粉末冶金：粉末冶金技術(shù)具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單、材料利用率高等特點(diǎn)，適用于航空航天領(lǐng)域的高功能金屬材料制備。我國(guó)研究人員在粉末冶金領(lǐng)域取得了重要成果，如高功能粉末冶金渦輪盤(pán)、粉末冶金葉片等。（3）3D打印：3D打印技術(shù)具有設(shè)計(jì)靈活、制造周期短、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，為航空航天領(lǐng)域帶來(lái)新的制造方式。我國(guó)在3D打印技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展，如3D打印鈦合金結(jié)構(gòu)件、3D打印陶瓷材料等。9.3材料應(yīng)用拓展航空航天材料應(yīng)用拓展是推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。以下是我國(guó)在材料應(yīng)用方面的主要進(jìn)展：（1）高溫結(jié)構(gòu)材料：高溫結(jié)構(gòu)材料在發(fā)動(dòng)機(jī)、燃燒室等高溫部件中具有重要應(yīng)用。我國(guó)研究人員通過(guò)優(yōu)化材料制備工藝，提高了高溫結(jié)構(gòu)材料的功能，拓展了其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。（2）防熱材料：防熱材料在航天器返回大氣層過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。我國(guó)研究人員研發(fā)出具有優(yōu)異防熱功能的材料，如陶瓷基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料等。（3）隱身材料：隱身材料在航空航天領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，如降低雷達(dá)波的反射、減少紅外輻射等。我國(guó)研究人員在隱身材料研發(fā)方面取得了重要進(jìn)展，如納米隱身材料、電磁隱身材料等。9.4綠色制造與可持續(xù)發(fā)展航空航天材料綠色制造與可持續(xù)發(fā)展是行