航空航天材料的简况
1、航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、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。
2、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。
3、航天航空常用的金属材料主要是各种合金,这些材料通过在一种金属中加入其他金属或非金属元素来改善性能。 常见的航天航空用合金包括碳素钢、低合金钢、合金钢、高温合金、钛合金、铝合金和镁合金等。 纯金属很少直接应用于航天航空领域,因为合金能更好地满足特殊性能要求。
4、航空航天材料主要包括以下几类:金属与合金材料。航空航天领域最常用的金属与合金包括铝合金、钛合金、镁合金等。这些金属与合金具有很高的强度重量比、优异的耐高温、耐腐蚀性以及良好的可加工性能。
5、航空航天材料是指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。也是航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。
6、航天航空常用的金属材料大多是合金,合金是以某一金属元素为基,添加一种以上金属元素或非金属元素(视性能要求而定),经冶炼、加工而成的材料。比如,碳素钢、低合金钢和合金钢、高温合金、钛合金、铝合金、镁合金等。纯金属很少直接应用,因此金属材料绝大多数是以合金的形式出现。
钛合金是什么材料
1、钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。特性:首先肯定是钛靶可以做出很多种颜色,比如钛灰色,枪灰色,黑色,仿金色,咖啡色,蓝色,紫色等等还有很多。
2、钛合金是组合金属材料。钛合金属于组合金属材料。其主要的基础成分是钛,然后再增加其他的一些元素之后进行结合,结合成型的材料便是钛合金,因此将其称为组合金属材料。然而在添加了其他的一些元素之后,所形成的钛合金成品便是以银灰色和银白色为主。
3、钛合金是一种新型合金,它是以金属钛为基础,加入铝、碳、氧、氮、钼等元素形成的具有高强度、高硬度以及一定的记忆性的合金。而钛合金钢属于钛合金分类中的α+β型双相钛合金,此类钛合金的可塑性最高,而且无论是硬度还是强度,都是非常不错的。
太空时代不可或缺的金属材料是什么
1、金属陶瓷是介于高温合金和陶瓷之间的一种高温材料。碳硅化钛(Ti3SiC2)是其中研究最多的一种材料,具有耐高温、抗氧化能力强、强度高、热稳定性高的特点,又具有金属材料的导电、导热、可加工性、塑性等优异性能,是一种综合陶瓷材料。
2、「钛」的材质既轻且硬,抗高温,使用于宇宙航太科学海洋科学及核能发电等尖端科技不可缺少的金属材料。事实上,「纯钛」虽然对一般人是一种有些陌生的金属,但是对全球太空科学的研究大师「纯钛」却是人类探索宇宙奥秘的最佳武器。
3、钛有“太空金属”之称。它密度小,强度大,密度是钢铁的一半而强度和钢铁差不多;钛既耐高温,又耐低温。在-253℃~500℃这样宽的温度范围内都能保持高强度。这些优点正是太空金属所必备的。钛的合金是制做火箭发动机的壳体及人造卫星、宇宙飞船的各种高压容器的好材料。钛享有“海中蚊龙”的美誉。
4、这种装置是用多种薄片制成的保温层,通常由聚酰亚胺或者是聚酯层组成,上面再覆盖一层单层的铝化聚酰亚胺。这种聚酰亚胺通常是金黄色的,这就像在卫星表面镀上了一层金子一样。随着这种技术的发展,其他的配方也随之问世,后来才出现了银色的聚酰亚胺,甚至是黑色的。
5、航天器使用得最多的金属就是铝,月球上有非常丰富的铝资源,而且月球上有丰富的能源和天然的真空环境,十分适合电解法冶炼铝合金。所以月球基地上冶炼最多的金属是铝,另外情况类似的镁和钛也会比较多。但是月球上还原性材料资源极少,不像地球上有煤炭,所以冶炼铁矿是十分困难的,因此钢铁的产量会很少。
6、美国“双子星座”宇宙飞船座舱,几乎全部用钛制成。耐腐蚀性能强。钛是一种非常活泼的金属,但由于其表面在空气中很容易形成一层致密而稳定的氧化膜,是一种具有强烈钝化倾向的金属,所以耐腐蚀性非常强, 是最佳防腐蚀材料之一。
航空发动机有哪些重要材料
1、航空发动机至少有上百种材料 在压气机的前部,大量采用钛合金,在后部采用不锈钢,合金比如961等 在燃烧室采用铁基合金,高温合金 在涡轮大量采用镍基合金 其它还有各种橡胶,各种涂层,还有一些复合材料 反正航空发动机的各种材料技术的要求比航天多很多,你要是有疑问就具体一些。
2、主要应用位置:碳碳复合材料如果能够解决表面以及界面在中温时的氧化问题,并能在制备时提高致密化速度,并降低成本,则有望在航空发动机中得到大量的实际应用。
3、航空发动机由各种零部件组成,如涡轮、燃烧室、燃气喷嘴、压气机、涡轮增压器等。这些零部件的材料通常采用高强度、高温抗氧化、高性能等特殊材料。例如,高温单晶合金材料用于涡轮叶片、热障涂层用于防止高温烧损、高强度钛合金材料用于结构件等。
4、热端部件,涡轮叶片属于航空发动机中的热端部件,需要在高温高压的环境下工作,是涡扇发动机中制造难度最高的叶片。高温高压燃气在涡轮中膨胀做工,推动涡轮高速旋转以带动压气机,气流经涡轮出口进入尾喷管,压力降低,速度增加,最后排出发动机,产生动力。涡轮叶片的结构和材质不断升级换代。
5、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。
应用于航空发动机,钛铝合金相比镍基合金有哪些优点?
1、这是钛铝合金首次用于航空发动机。此前,以钛铝合金为代表的金属间化合物的研究已经持续了30年,但进展缓慢。它最大的两个缺点,一是室温拉伸塑性低,加工困难;二是高温强度不足,使用温度范围有限。GE使用的4822合金并不完美,室温拉伸塑性小于2%。虽然优于其他金属间化合物,但与镍基合金相比还是太脆。
2、钛铝合金的优越性在于,它不仅具有轻质化的特点,还拥有高强度和高塑性。相比之下,美国GE公司曾研发的4822钛铝合金,尽管仅应用在部分发动机叶片上,就已显著减轻了重量,提升了燃油效率,减少了排放和噪音,对于波音787飞机的性能提升起到了关键作用。
3、以往,我国航空发动机核心部件依赖镍基合金,其耐高温能力仅在650℃-750℃,而陈光团队的钛铝合金不仅轻质,且强度和塑性大幅提升。美国GE公司的4822钛铝合金曾通过类似技术,成功为波音787发动机减重、节能并降低排放,影响显著。
4、纳米粒子的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质,均具有与传统块体材料不同的优势。中国在航空发动机材料获得的重大突破。这里主要是指性能优异的结构材料。我们都知道,航空发动机的核心部件材料是镍基合金。航空发动机材料需要耐高温材料。
5、合金 铝合金 铝合金具有比模量与比强度高、耐腐蚀性能好、加工性能好、成本低廉等突出优点,因此被认为是航空航天工业中用量最起着至关重要的作用。主要应用位置:发动机舱、舱体结构、承载壁板、梁、仪器安装框架、燃料储箱等。