2024年航空材料的新宠复合材料VIP免费

航空材料的新宠复合材料材料是人类赖以生存和发展的物质基础，也是社会现代化和高新技术发展的先导。在材料这个大家庭中，金属材料、无机（陶瓷）材料、有机高分子材料是大家比较熟识的，而复合材料，则是这个家族中一颗璀璨的明珠。复合材料是指由两种或两种以上不同性质、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点，又显示了原组分材料所没有的新性能，可以通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此联系，从而获得新的优越性能。像通常我们了解的玻璃钢，其实就是一种玻璃纤维增强树脂基复合材料。由于有机高分子材料在性能、成型方法及灵活的可设计性等方面的优势，使以其为基体的高分子基复合材料（也称树脂基复合材料，聚合物基复合材料）发展非常迅速，目前在军用、民用上获得了广泛的应用。虽然以金属材料、无机材料为基体的复合材料的发展略逊于树脂基复合材料，但它们同样存在很大的发展空间。悠久的历史也许你想象不到，树脂基复合材料的历史可以追溯到几千年前。最早的树脂基复合材料是古人用干草拌黄泥制作墙体和地面的纤维复合材料；而那承载着“卧薪尝胆”、“西施浣纱”等悠远故事的越王勾践剑，也是一种包层金属复合材料；至今尚存留着无穷奥秘的古埃及木乃伊的包料竟是一种缠绕工艺复合材料；而传统的千层底布鞋，乃是一种三维编织复合材料。这些，都是你始料未及的吧。二战时期，由于战争资源的需要，第一个纤维增强合成材料而成的复合材料应时代而生：1940年，以手糊成型方法制成了玻璃纤维增强不饱和聚酯的军用飞机雷达罩。1944年，玻璃纤维增强树脂作为机身和机翼材料的飞机试飞成功。由此可见，复合材料的诞生和发展都和国家安全紧密联系在一起。在人们对复合材料的性质了解还不够深入时，树脂基复合材料主要作为次承力构件应用到航空器中。随着生产工艺的发第1页共4页展，材料性能的逐步提高，复合材料在航空器中的地位越来越重要。怎样减少飞机结构重量以提高飞机的装载效率是百年来飞机发展所一直追求的目标。从20世纪初的木、布结构，到30年代轻合金的全金属结构，30年代－60年代虽然金属材料的性能有很大提高，但是单依靠提高金属材料性能来进一步降低飞机结构重量系数（即飞机结构重量与飞机起飞重量的比值）已达到极限。为此，飞机设计师们不得不寻求新的途径，于是找到了高比强度（材料强度与密度的比值）、高比刚度（材料模量与密度的比值），另外能按控制结构变形要求来设计的纤维增强树脂基复合材料。随后，具有更高比强度、比刚度，同时兼具更高剪切强度、剪切模量以及耐热性的第二代现代复合材料应运而生，主要以硼纤维、碳纤维、芳纶纤维为增强材料，以聚酰亚胺等高性能树脂为基体，同时包括铝、镁、钛等金属基体，金属间化合物，碳化硅、氮化硅等陶瓷基体。而性能更高的氧化铝纤维、碳化硅纤维、晶须等增强材料的出现，更引发了具有多功能、高韧性、耐热的第三代高性能复合材料的发展。1980年以后，先进复合材料在航空、航天等领域已经得到了较为广泛的应用。军民领域的多面手为了提高军用飞机性能，美国空军材料研究所早在20世纪50年代中期就开始寻求比已经采用的铝合金、钛合金等金属材料的比强度、比刚度更大的材料。为此，研究开发了先进树脂基复合材料、铝锂合金等轻质高性能材料。先进树脂基复合材料在航空、航天飞行器结构上的应用获得了成功，现已成为与铝合金、钛合金、钢并驾齐驱的四大结构材料之一。先进树脂基复合材料的用量已经成为飞机先进性的一个重要标志。复合材料飞机结构技术是以实现高结构效率和改善飞机气动弹性与隐身等综合性能为目的的高新技术。先进树脂基复合材料的应用，对飞机结构轻质化、小型化和高性能化起着至关重要的作用。复合材料结构特点和应用效果，在高性能战斗机实现隐身、超声速巡航、过失速飞行控制，前掠翼飞机先进气动布局的实际应用，舰载攻击/战斗机耐腐蚀性改善和轻质化，直升机长寿命和轻质与隐身化等诸多方面得到了展现。复合材第2页共4页料技术已成为影响飞机发展的关键技术之一。美国空军f-117隐身战斗机采用碳纤维增强环氧复合材料做成骨架和外...