ImageVerifierCode 换一换
格式:DOCX , 页数:13 ,大小:29.98KB ,
资源ID:5456351      下载积分:3 金币
快捷下载
登录下载
邮箱/手机:
温馨提示:
快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。 如填写123,账号就是123,密码也是123。
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝    微信支付   
验证码:   换一换

加入VIP,免费下载
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.bdocx.com/down/5456351.html】到电脑端继续下载(重复下载不扣费)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: 微信登录   QQ登录  

下载须知

1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。
2: 试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。
3: 文件的所有权益归上传用户所有。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 本站仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

版权提示 | 免责声明

本文(航空材料论文范文.docx)为本站会员(b****3)主动上传,冰豆网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知冰豆网(发送邮件至service@bdocx.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

航空材料论文范文.docx

1、航空材料论文范文航空材料论文范文1.述 航空复合材料概 21.1复合材料 . 21.2复合材料在飞行器上的应用 31.3C/C 复合材料在高超飞行器中应用 2.C/ C 复合材料 52.1概述 52.2碳/ 碳复合材料的组成及微观结构 52.3碳 / 碳复合材料的性能 62.3.1物理性厶匕能 2.3.2力学性 厶匕能 62.3.3热学及烧蚀性厶匕能 62.3.4摩擦磨损性厶匕能 72.4碳/ 碳复合材料制备及加工 72.4.1液相浸渍工艺 72.4.2化学气相沉积工艺 72.4.3碳碳复合材料的切削加工 82.5碳/ 碳复合材料的应用 82.5.1固体火箭发动机喷管上的应用 82.5.2刹车

2、领域的应用 2.6 碳/ 碳复合材料的氧化及防氧化 92.6.1碳/ 碳改性抗氧化 92.6.2碳 / 碳涂层防氧化 9 10航空复合材料与碳 / 碳复合材料概述 摘要:复合材料是由两种或 两种以上的不同材料、 不同形状、 不同性质的物质复合形成的新型材 料。一般由基体材料和功能组元所组成。复合材料可经设计,即通过 对原材料的选择、 各组分布设计和工艺条件的保证等, 使原组分材料 优点互补,因而呈现了出色的综合性能。C/ C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超 高温热结构材料 , 密度小、比强度大、线膨胀系数低 ( 仅为金属的 1/ 5 1/ 10) 、热导率高、耐烧蚀、耐磨性

3、能良好。特别是 C/ C 复合 材料在1 000 C 2 300 C时强度随温度升高而升高,是理想的航空 航天及其它工业领域的高温材料。 关键词:航空复合材料,碳 / 碳复 合材料1. 航空复合材料概述1.1 复合材料复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质 的物质复合形成的新型材料。 一般由基体材料和功能组元所组成。 复 合材料可经设计, 即通过对原材料的选择、 各组分布设计和工艺条件 的保证等,使原组分材料优点互补,因而呈现了出色的综合性能。早期飞机为复合材料,由木质框架,金属丝支架和织物组成。焊 接钢质框架从 20 世纪 20 年代早期开始代替木质框架。 轻质铝壳结构 则

4、从 20 世纪 30 年代开始采用。 到 20 世纪 50 年代完全转变成 “全金 属”飞机的过程完成。 随着玻璃纤维、凯夫拉尔、碳纤维等复合材 料的发展,并且早期复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。在飞机上翼尖小翼、 雷达罩和尾锥上少量玻璃纤维增强塑料的使用标 志着飞机设计上复合材料的重新应用。 从那时起复合材料在这些部件 上的成功应用导致在每一种新机型上复合材料应用的增加。波音 747 使用了超过 10000 平方英尺表面的复合材料结构。 在过去几年当中先 进复合材料技术运用到诸如大翼面板、地板梁等主要结构上。显而易见对基本复合材 料结构和复合材料结构修理技术的理解对于航空公司人员

5、来说是多 么重要。先进复合材料优异的力学性能和明显的减重效果在航空器领域得 到广泛认可。 随着飞机性能的不断提高, 作为现代飞机结构材料的复 合材料的应用已由小型、 简单的次承力构件发展到大型、 复杂的主承 力构件。在飞机机翼、机身、操纵面、起落架舱门、蒙皮、安定面、 雷达罩等部件多处使用 1 。复合材料的优点:(1)相对不易腐蚀;2)不会产生金属疲劳;3)可设计载荷;(4)可减少连接部件(同步成型);(5)减重,节油。复合材料的缺点:(1)原料高成本(增强纤维,如 CF);(2)制造维修人力成本高,耗时;(3)力学性能受温度湿度影响高;(4)检测损伤难度大;(5)可导致铝等电位低的金属腐蚀。

6、1.2复合材料在飞行器上的应用先进复合材料技术的实际应用在飞行器设计与制造中具有重要的 地位。这是因为复合材料的许多优异性能,如比强度和比模量高,优 良的抗疲劳性能, 以及独特的材料可设计性等, 都是飞行器结构盼望 的理想性能。高性能飞行器要求结构重量轻, 从而可以减少燃料消耗, 延长留空时间, 飞得更高更快或具有更好的机动性; 也可以安装更多 的设备,提高飞行器的综合性能。减轻结构的重量可大大节约飞机的使用成本,取得明显的经济效益。据国外有关资料报告,先进战斗机每减重 1kg,就可节约1760美元。西方国家在很短的时间内就实现了从非受力件和次受力件到主 受力件应用的过渡,无论是用量还是技术覆

7、盖面都有了很大的发展。 目前正在研制的战斗机中所使用的复合材料可占飞机结构总重量的 50%以上。飞机隐身技术的发展与应用,进 一步扩大了对复合材料技术的需求。 在继民用飞机中出现全复合材料 飞机(如Lear Fan 2100,Starship和Vayager)之后又出现了全复 合材料机身的隐身轰炸机B2。此外,也只有采用了复合材料,才使 前掠翼得以在X-29上实现2。目前,国内飞机型号应用复合材料的比例越来越高,应用复合材 料的部件越来越大, 复合材料构件的结构也越来越复杂, 复合材料构 件已经逐步从次承力构件到主承力构件转变, 复合材料的垂直安定面、 水平尾翼、前机身、舱门、整流罩等构件已在

8、多种型号飞机上使用并形成了批量生产能力。 机翼、旋翼等主承力构件也已经在小批量生产3 。国内复合材料在飞机上应用最多的是新研制的中、高空长航时无 人机,其机体复合材料的使用量达到 70%,机翼翼展 18 米,为全复 合材料结构;其中,机翼整体盒段运用设计工艺一体化技术,将机翼 的前、后梁,上蒙皮和所有中间肋整体共固化成型,在复合材料应用 技术上有所突破。 在自行设计制造的直升机上, 应用复合材料最多的 是 Z10 专用武装直升机, 其主桨叶、尾桨叶和尾段为全复合材料结构。1.3C/C 复合材料在高超飞行器中应用碳/碳(C/C)复合材料是一种新型高性能结构、功能复合材料, 具有高强度、高模量、高

9、断裂韧性、高导热、隔热优异和低密度等优 异特性,在机械、电子、化工、冶金和核能等领域中得到广泛应用, 并且在航天、航空和国防领域中的关键部件上大量应用。我国对 C/C 复合材料的研究和开发主要集中在航天、 航空等高技术领域, 较少涉 足民用高性能、低成本C/C复合材料的研究。导弹、载人飞船、航天飞机等 , 在再入环境时飞行器头部受到强 激波,对头部产生很大的压力,其最苛刻部位温度可达 2760 C ,所 以必须选择能够承受再入环境苛刻条件的材料。 设计合理的鼻锥外形和选材,能使实际流入飞行器的能量仅为整个热量 1%-10%左右。对导弹的端头帽 ,也要求防热材料在再入环境中烧蚀量低,且烧蚀均匀

10、对称, 同时希望它具有吸波能力、抗核爆辐射性能和全天候使用的性 能。三维编织的 C/ C 复合材料,其石墨化后的热导性足以满足弹头 再入时由160 C至气动加热至1700 C时的热冲击要求,可以预防弹 头鼻锥的热应力过大引起的整体破坏 ; 其低密度可提高导弹弹头射程, 已在很 多战略导弹弹头上得到应用。除了导弹的再入鼻锥, C/ C 复合材料 还可作热防护材料用于航天飞机。C/ C 复合材料在涡轮机及燃气系统 ( 已成功地用于燃烧室、导管、 阀门) 中的静止件和转动件方面有着潜在的应用前景 , 例如用于叶片 和活塞,可明显减轻重量 , 提高燃烧室的温度 , 大幅度提高热效率。美国F22、F10

11、0、F119军机和航空发动机上已经采用碳/碳制 作航空发动机燃烧室、导向器、内锥体、尾喷管鱼鳞片和密封片及声 挡板等。2.C/ C 复合材料2.1 概述C/ C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超 高温热结构材料 , 密度小、比强度大、线膨胀系数低 ( 仅为金属的 1/ 5 1/ 10) 、热导率高、耐烧蚀、耐磨性能良好。特别是 C/ C 复合 材料在1 000 C 2 300 C时强度随温度升高而升高,是理想的航空 航天及其它工业领域的高温材料。2.2碳/ 碳复合材料的组成及微观结构碳/ 碳复合材料的组成有两大部分 : 碳纤维和基体碳。碳纤维织物结构形式A : 2D平纹;b:

12、 2D8H缎纹;c: 3D径向编织d : 3D; e: 4D; f :5D材料科学与工程学院0905010437xx 年 11 月 18 日航天航空用热固性材料0905010437 文水武摘 要:本文综述了热固性材料的特性及应用领域进行了评价和探 讨,同时对航空航天先进复合材料的发展前景进行了展望。关键词: 功能材料热固性航空航天事业固性材料环氧树脂是优良的反应固化型性树脂。它与高性能纤维 :PAN 基碳 纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、 S或E玻璃纤维复合,便成为不可替代的重要的基体材料和结构材料, 广泛运用在电子电力、 航天航空、运动器材、建筑补强、压力管雄、化工防腐等六个领域。

13、本文重点论述航空航天先进树脂基体复合材料的国内外现状及中国 的技术软肋问题1热固性塑料的概述指在一定条件下(如加热、加压)下能通过化学反应固化成不熔 不溶性的塑料。常用的热固性塑料有酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑 料、不饱和聚酯塑料、呋喃塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂等及其改 性树脂为机体制成的塑料。第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一 交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能 再变软流动了。 正是借助这种特性进行成型加工, 利用第一次加热时 的塑化流动, 在压力下充满型腔, 进而固化成为确定形状和尺寸的制 品。这种材料称为热固性塑料。热固性塑料的树脂固化前

14、是线型或带支链的,固化后分子链之间 形成化学键,成为三度的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不 能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有 机硅 等塑料,都是热固性塑料。主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑 料,大部分是热固性塑料 ,最常用的应该是炒锅锅把手和高低压电 KB 器。2树脂基复合材料的发展史树脂基复合材料( Resin Matrix Composite )也称纤维增强塑料 ( Fiber Reinforced Plastics ),是技术比较成熟且应用最为广泛 的一类复合材料。 这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固 性或热塑性树脂基体, 经

15、复合而成。 以玻璃纤维作为增强相的树脂基 复合材料在世界范围内已形成了产业, 在我国不科学地俗称为玻璃钢。树脂基复合材料于 1932 年在美国出现, 1940 年以手糊成型制成 了玻璃纤维增强聚酯的军用飞机的雷达罩, 其后不久, 美国莱特空军 发展中心设计制造了一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机, 并于 1944年 3月在莱特 -帕特空军基地试飞成功。 1946年纤维缠绕 成型技术在美国出现,为纤维缠绕压力容器的制造提供了技术贮备。 _研究成功玻璃纤维预混料并制出了表面光洁, 尺寸、形状准确的复 合材料模压件。 1950 年真空袋和压力袋成型工艺研究成功,并制成 直升飞机的螺旋桨。 60

16、 年代在美国利用纤维缠绕技术,制造出北极 星、土星等大型固体火箭发动机的壳体, 为航天技术开辟了轻质高强 结构的最佳途径。在此期间,玻璃纤维 - 聚酯树脂喷射成型技术得到 了应用,使手糊工艺的质量和生产效率大为提高。 1961 年片状模塑 料(Sheet Molding Compound,简称SMC在法国问世,利用这种技 术可制出大幅面表面光洁,尺寸、形状稳定的制品,如汽车、船的壳 体以及卫生洁具等大型制件, 从而更扩大了树脂基复合材料的应用领 域。1963年前后在美、法、日等国先后开发了高产量、大幅宽、连 续生产的玻璃纤维复合材料板材生产线, 使复合材料制品形成了规模化生产。拉挤成型工艺的研

17、究始于 50年代, 60 年代中期实现了连续 化生产,在 70年代拉挤技术又有了重大的突破。 在 70年代树脂反应 注射成型( Reaction InjectionMolding, 简称RIM)和增强树脂反应注射成型(ReinforcedReaction Injection Molding, 简称RRIM两种技术研究成功,现已大量用于卫生洁具和汽车的零件生产。1972年美国PPG公司研究 成功热塑性片状模型料成型技术, 1975年投入生产。 80年代又发展 了离心浇铸成型法,英国曾使用这种工艺生产10m长的复合材料电线 杆、大口径受外压的管道等。从上述可知,新生产工艺的不断出现推 动着聚合物复

18、合材料工业的发展。进入 20 世纪 70 年代,对复合材料的研究发迹了仅仅采用玻璃纤 维增强树脂的局面,人们一方面不断开辟玻纤 -树脂复合材料的新用 途,同时也开发了一批如碳纤维、 碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、 芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能增强材料, 并使用高性能树脂、 金属与陶瓷为基体,制成先进复合材料( Advanced Composite Materials, 简称ACM。这种先进复合材料具有比玻璃纤维复合材 料更好的性能,是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的 理想材料。3国防、军工及航空航天用树脂基复合材料据有关资料报导,航天飞行器的质量每减少 1 干克,就可使运载

19、 火箭减轻 500 千克,而一次卫星发射费用达几千万美元。 高成本的因 素,使得结构材料质轻,高性能显得尤为重要。利用纤维缠绕工艺制 造的环氧基固体发动机罩耐腐蚀、耐高温、耐辐射,而且密度小、刚 性好、强度高、尺寸稳定。再如导弹弹头和卫星整流罩、宇宙飞船的 防热材料、太阳能电池阵基板都采用了环氧基及环氧酚醛基纤维增强 材料来制造。 处于航天航空飞行及其安全的考虑所需, 作为结构材料 应具有轻质高强、 高可靠性和稳定性, 环氧碳纤维复合材料成为不可 缺少的材料。高性能环氧复合材料采用的增强材料主要是碳纤维 (CF) 以及 CF 和芳纶纤维 (K-49) 或高强玻璃纤维 (S-GF) 的混杂纤维。

20、所用基体材料 环氧树脂约占高性能复合材料树脂用量的 90%左右。高性能复合材料 成型工艺多采用单向预浸料干法铺层, 热压罐固化成型。 高性能环氧 复合材料已广泛应用在各种飞机上。以美国为例,20世纪 60年代就开始应用硼 / 环氧复合材料作飞机蒙皮、操 作面等。由于硼纤维造价太贵, 70年代转向碳 /环氧复合材料,并得 到快速发展。大致可分为三个阶段。 第一阶段应用于受力不大的构件, 如各类操纵面、舵面、扰流片、副翼、口盖、阻力板、起落架舱门、 发动机罩等次结构上。 第二阶段应用于承力大的结构件上, 如安定面、 全动平尾和主受力结构机翼等。 第三阶段应用于复杂受力结构, 如机 身、中央翼盒等。

21、一般可减重 20%-30%目前军机上复合材料用量 已达结构重量的 25%左右,占到机体表面积的 80%。高性能环氧复合 材料在国外军机和民机上的应用实例较多。我国于 1978年首次将碳 -玻/环氧复合材料用于强 -5 型飞机的进 气道侧壁。据有关会专家介绍, 20世纪 80年代在多种军机上成功地 将C/EP用作垂直安定面、舵面、全动平尾和机翼受力盒段壁板等主 结构件。4国内外发展现状及趋势航天高新技术对航天先进复合材料的要求越来越高,促使先进复 合材料向几个方向发展: 高性能化,包括原材料高性能化和制品 高性能化。如用于航空航天产品的碳纤维由前几年普遍使用的 T300 已发展到T7O0 T80

22、0甚至T1000。而一般环氧树脂也逐步被韧性更 好的、耐温更高的增韧环氧树脂、双马树脂和聚酰亚胺树脂等取代; 对复合材料制品也提出了轻质、耐磨损、耐腐蚀、耐低温、耐高温、 抗氧化等要求。 低成本化,低成本生产技术包括原材料、复合工 艺和质量控制等各个方面。 多功能化,航天先进复合材料正由单 纯结构型逐步实现结构与功能一体化,即向多功能化的方向发展。碳纤维增强复合材料(CFRP是目前最先进的复合材料之一。它以其轻质高强、耐高温、抗腐蚀、热力学性能优良等特点,广泛用作结 构材料及耐高温抗烧蚀材料 , 是其它纤维增强复合材料所无法比拟的。5用于固体发动机喷管的耐热树脂基体耐高温结构复合材料用的新型热

23、固性树脂一般指芳杂环高聚物 , 如聚酰亚飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天 工程技术发展的决定性因素之一。 航空航天材料科学是材料科学中富 有开拓性的一个分支。 飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题, 推动航空航天材料科学向前发展; 各种新材料的出现也给飞行器的设 计提供新的可能性,极大地促进了航空航天技术的发展。航空航天材料的进展取决于下列 3 个因素: 材料科学理论的新 发现:例如,铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展;高分子材 料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、 高模量芳纶有机纤维的发 展。材料加工工艺的进展:例如,古老的铸、锻技术已发展成为定 向凝固技术

24、、精密锻压技术,从而使高性能的叶片材料得到实际应用; 复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展, 使它在不同的受力方 向上具有最优特性,从而使复合材料具有“可设计性”,并为它的应 用开拓了广阔的前景; 热等静压技术、 超细粉末制造技术等新型工艺 技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件, 如 热等静压的粉末冶金涡轮盘、 高效能陶瓷制件等。 材料性能测试与 无损检测技术的进步: 现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子 结构;材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱, 而且 无损检测技术也有了飞速的进步。 材料性能测试与无损检测技术正在 提供越来越多的、 更为精细的信息,

25、 为飞行器的设计提供更接近于实 际使用条件的材料性能数据,为生产提供保证产品质量的检测手段。 一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段, 才 有可能应用于飞行器上。 因此,世界各国都把航空航天材料放在优先 发展的地位。中国在 50 年代就创建了北京航空材料研究所和北京航 天材料工艺研究所,从事航空航天材料的应用研究。简况 18 世纪 60 年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、 冶金工业、 机器制造工业得到很大的发展, 从而结束了人类只能利用自然材料向 天空挑战的时代。 1903 年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航 空发动机的飞机 ,当时使用的材料有木材 (占47), 钢(占

26、35)和 布(占 18),飞机的飞行速度只有 16公里/ 时。1906年德国冶金学 家发明了可以时效强化的硬铝,使制造全金属结构的飞机成为可能。 40 年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加,飞行速度超 过了 600 公里 / 时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温 合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。 50 年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用,飞机的性 能大幅度提高 ,最大飞行速度达到了 3 倍音速。 40年代初期出现的德 国 V-2 火箭只使用了一般的航空材料。 50 年代以后,材料烧蚀防热 理论的出现以及烧蚀材料的研制成功, 解决了弹道导

27、弹弹头的再入防 热问题。 60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。采用抗氧化性能更好的 碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。分类 飞行器发展到 80 年代已成为机械加电子的高度一体化的产 品。它要求使用品种繁多的、 具有先进性能的结构材料和具有电、 光、 热和磁等多种性能的功能材料。 航空航天材料按材料的使用对象不同 可分为飞机材料、航

28、空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等; 按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、 有机非金属材料、 无 机非金属材料和复合材料。材料应具备的条件 用航空航天材料制造的许多零件往往需要在 超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作,有的则受到重量和容纳空间的限制, 需要以最小的体积和质量发挥在通常 情况下等效的功能, 有的需要在大气层中或外层空间长期运行, 不可 能停机检查或更换零件, 因而要有极高的可靠性和质量保证。 不同的 工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。 高的比强度和比刚度 对飞行器材料的基本要求是:材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器 本身的结构重量就意味着增加

29、运载能力, 提高机动性能, 加大飞行距 离或射程, 减少燃油或推进剂的消耗。 比强度和比刚度是衡量航空航 天材料力学性能优劣的重要参数:比强度=/比刚度=/式中kg2kg2为材料的强度,为材料的弹性模量,为 材料的比重。飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机 振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷, 因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。优良的耐高低温性能 飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、 发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。 航空器要长时间在空气中 飞行,有的飞行速度高达 3 倍音速,所使用的高温材料要具有良好的 高温持久强度、蠕变强度、 热疲

30、劳强度,在空气和腐蚀介质中要有高 的抗氧化性能和抗热腐蚀性能, 并应具有在高温下长期工作的组织结 构稳定性。火箭发动机燃气温度可达 30002oc 以上,喷射速度可达 十余个马赫数, 而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子, 弹道导弹头 部在再入大气层时速度高达 20 个马赫数以上,温度高达上万摄氏度, 有时还会受到粒子云的侵蚀, 因此在航天技术领域中所涉及的高温环 境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。 在这种条件下需要利用 材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘 性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境 的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船

31、表面温度的交 变,一般采用温控涂层和隔热材料来解决。 低温环境的形成大自然和 低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到 -502oc 左右, 极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到 -402oc 以下 在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。 液体火箭使 用液氧(沸点为-1832oc)和液氢(沸点为-2532oc)作推进剂,这为 材料提出了更严峻的环境条件。 部分金属材料和绝大多数高分子材料 在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料,如纯铝和铝合金、钛合金、低 温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等,才能解决超低温下结构 承受载荷的能力和密封等问题。耐老化和耐腐蚀 各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀 和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料 (如汽油、煤油 )、火 箭用推进剂(如浓硝酸、四氧化二氮、肼类)和各种润滑剂、液压油 等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。 在大气中受太阳的辐照、 风雨的侵蚀、 地下潮湿环境中长期贮存时产 生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、 抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。适应空间环境空间环境对材料的作用主要表现为高真空(1.33 X 1

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1