从蒙布到前辈复合伙料回忆航空航天材料成长的漫长征程

当代翱翔器设计层出不穷，材料科学也不断迎来新的寻衅。

各种新材料的涌现也影响着未来翱翔器的设计方向。
材料学与翱翔器设计相互影响发展，共同进步。

本文重点

1-航空航资质料的技能进展

2-航空航资质料的发展史

3-航空航天采取的几种主流构造材料

4-航空航资质料的发展的几大方向

01 航空航资质料的技能进展

材料科学理论的新创造

铝合金的时效强化理论导致硬铝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

古老的铸、锻技能已发展成为定向凝固技能、精密铸造技能，从而使得高性能的叶片材料得到实际运用。
复合股料增强纤维铺层设计和工艺技能的发展，使它在不同的受力方向上具有最优特性，从而使复合股料具有“可设计性”，并为它的运用开拓了广阔的前景。
热等静压技能、超细粉末制造技能等新型工艺技能成功创造出具有崭新性能的航空航资质料和制件，如热等静压技能制造的粉末冶金涡轮盘、高效能陶瓷制件等。

材料性能测试与无损检测技能的进步

当代电子光学仪器可以不雅观察到材料的分子构造材料机器性能的测试装置可以仿照翱翔器的载荷谱无损检测技能飞速进步航空航资质料的发展史

18世纪60年代 工业革命 1.0

机器制造时期

英国人瓦特改良蒸汽机之后，手工劳动向动力机器生产转变。
一样平常认为，蒸汽机、煤、铁和钢是匆匆成工业革命技能加速发展的四项紧张成分。

19世纪初 工业革命 2.0

1903年，美国莱特兄弟制造出人类历史上第一架飞机——“翱翔者1号”。

这是一架装有活塞式航空发动机的飞机，当时利用的材料有木材(占47%)，钢（占35%）和布（占18%）,飞机的翱翔速率只有16公里/时。

40年代 全金属构造飞机的承载能力已大大增加，翱翔速率超过了600公里/时。
在合金强化理论的根本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运用对战胜机翼蒙皮的“热障”问题起了重大浸染，飞机的性能大幅度提高，最大翱翔速率达到了3倍音速。

50年代往后 材料烧蚀防热理论的涌现以及烧蚀材料的研制成功，办理了弹道导弹弹头的再入防热问题。

19世纪中期

德国 V-2火箭

19世纪后期 工业革命 3.0

60年代后 航空航资质料性能的不断提高，一些翱翔器部件利用了更前辈的复合股料，如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合股料、金属基复合股料等，以减轻构造重量。

80年代 翱翔器已经发展为机器加电子的高度一体化的产品。
利用品种繁多的、具有前辈性能的构造材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。

航空航天采取的几种主流构造材料

目前，航空器上利用的材料紧张有铝合金、镁合金、钛合金和高温合金，超高强度钢和复合股料，个中铝合金材料占飞机用料50%--70%旁边，镁合金材料占飞机用料5%--10%旁边，当代化的飞机，钛合金的用量比重越来越大，而高温合金则用于飞灵活员机。

铝合金

优点：铝合金密度低、耐堕落性能好，且具有较高的比强度、比刚度，随意马虎加工成型。

种类：

硬铝：铝镁铜合金。
航空业运用较广泛的铝合金。
常用2024、2A12、2017A，强度、韧性、抗疲倦性较好，塑性好。
用来制造蒙皮、隔框、翼肋等。
超硬铝：铝锌镁铜合金。
常用7075、7A09，强度极限和屈从强度高，承受载荷大，用来制造机翼上翼面蒙皮、大梁等。
防锈铝合金：常用铝镁合金5A02、5A06、5B05。
具有较高的抗蚀性、抗疲倦性、良好的塑性、焊接性。
用来制造油箱、油管等。
铸造铝合金，常用6A02，硬度高，具有良好的耐堕落性。
制造发动机零件、接头等。
铸造铝合金，比重小，抗蚀性、耐热性高，制造发动机机匣等。

航空航天铝材紧张运用在翼面蒙皮、翼面长桁、翼梁高下缘条、腹板、机身长桁、座椅滑轨、龙骨梁、侧框、机身蒙皮、机身下部壁板、主地板桁条等部位。

铝合金及铝具有强度适中及密度小，易加工及抗腐性强，资源丰富可回收利用等诸多特性，铝是航空工业制造中主要的金属材料之一，铝合金与钢强度相似，密度低，在同样强度水平下供应截面更厚材料，抗波折及受压能力强，是飞机制造经典材料。

高强度铝合金材制成的挤压型材及板材占飞机总铝材用量的30%-35%。

据剖析预测，环球航空客运量2014-2023年之间，年均增长率达4.7%，新增客货飞机将达19000架，低燃油客货飞机约12400架将要退役，由新飞机替代，环球新增宽体客货飞机市场需求约达9300架，按飞机数占同期新飞机总量30%。
据我国航空工业集团公司的预测，到2025年，我国航空运输飞机拥有量将达3900架，个中，2000架大型客机。

据灵核网发布的《2019-2024年中国航空铝材行业现状剖析及前景发展投资调研报告》数据显示，2012年我国航空铝材市场规模13.31万吨，同比增长4%，到2017年航空铝材市场规模达到了19.9万吨，同比增长了8.2%。

我国航空制造业进入高速发展期，目前私家飞机以及民用航空与大飞机生产逐年增多，航空铝材近几年市场规模将越来越大。

镁合金

优点：镁合金是最轻的金属构造材料，镁合金具有高的比强度和比刚度、高阻尼、电磁屏蔽、良好的尺寸稳定性、导热导电性，以及精良的铸造、切削加工性能和易回收利用等优点

种类：

高强铸造镁合金：铸造镁合金具有优秀的铸造性能和切削加工性能，常用于航空发动机、直升机传动系统等的机匣及壳体类零部件，能够很好地知足零件对材料的性能哀求。
这类镁合金紧张是通过不同的液态成形方法铸造而成，包括Mg-Al 系、Mg-Zn 系和Mg-ＲE 系等。

高强变形镁合金：变形镁合金的强度和延伸率一样平常优于铸造镁合金，这是由于镁合金经热变形后，组织得到细化，身分更均匀，内部更致密。
因此航空航天器特殊是导弹、卫星以及航天飞机大量运用变形镁合金。
该类合金身分同样包括Mg-Al 系、Mg-Zn 系和Mg-ＲE 系等。

高阻尼镁合金：高阻尼镁合金的开拓和运用是防振减噪的有效方法之一。
纯镁及其合金的阻尼机制属于毛病阻尼的位错阻尼，其内耗可以分为阻尼共振型和静滞后型两类。
工程上运用的高阻尼紧张是利用与振幅有关，与频率无关的静滞后型。
目前紧张通过合金化、变形工艺改性、对现有高强镁合金进行改性等方法开拓高强度阻尼镁合金。

高温镁合金：传统高温铸造镁合金紧张发展了Mg-Al-Zn-Ca、Mg-Al-Si、Mg-AL-ＲE、Mg-Zn-Cu 系合金及稀土镁合金，这些合金性能稳定，在高温时蠕变性能好。

镁合金在航空航天领域的运器具有主要意义。
载荷质量每减轻1 kg，全体运载火箭的起飞质量就可减轻50 kg，地面设备的构造质量就可减轻100 kg; 战斗机质量若减轻15%，则可缩短飞机滑跑间隔15%，增加航程20%，提高有效载荷30%; 喷气发动机构造减重1 kg，飞机构造可减重4 kg，升限高度可提高10 m。

镁合金在湿润空气中随意马虎氧化和堕落，因此零件利用前，表面须要经由化学处理或涂漆。
德国首先生产并在飞机上利用含铝的镁合金。
镁合金具有较高的抗振能力，在受冲击载荷时能接管较大的能量，还有良好的吸热性能，因而是制造飞机轮毂的空想材料。
镁合金在汽油、石油和润滑油中很稳定，适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管，又因在旋转和往来来往运动中产生的惯性力较小而被用来制造摇臂、襟翼、舱门和舵面等活动零件。
民用机和军用飞机、尤其是轰炸机广泛利用镁合金制品。
例如，B-52轰炸机的机身部分就利用了镁合金板材635公斤，挤压件90公斤，铸件超过200公斤。
镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件，如中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都利用了镁合金。
中国稀土资源丰富，已于70年代研制出加钇镁合金，提高了室温强度，能在300C下长期利用，已在航空航天工业中推广运用。

目前，镁合金材料在航空领域的运用紧张包括：飞机框架、座椅、发动机机匣、齿轮箱等。
2010年，美国联邦航空管理局针对用AZ31、WE43等制造的镁合金飞机座椅，开展了大量的整机可燃性试验，比较了这两种镁合金的可燃性、燃烧持续韶光等性能。

轻量化势必成为航空航天制造业的主流，具有轻质高强的新型镁合金材料在航空航天领域的运用将越来越广泛。

钛合金

优点：钛及钛合金材料密度低、比强度高（目前金属材料中最高）、耐堕落、耐高温、无磁、组织性能和稳定性好，可以与复合股料构造直接连接，而且两者之间的热膨胀系数附近，不易产生电化学堕落，具有优秀的综合性能。

种类：

钛合金：它是相固溶体组成的单相合金，不论是在一样平常温度下还是在较高的实际运用温度下，均是相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。
在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。

钛合金：它是相固溶体组成的单相合金， 未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下利用。

+钛合金：它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。
热处理后的强度约比退火状态提高50%～100%；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期事情，其热稳定性次于钛合金。

目前，航空工业的钛材用量占天下钛材市场总量一半以上，是实至名归的航空材料。

20世纪50年代以来，随着航空航天工业的快速发展，钛合金材料及其运用得到了极大发展。
1953年首飞的道格拉斯DC-7飞机，首次将钛合金运用在发动机舱和隔热板的设计中。
1964年，首个“全钛”高空高速计策侦察机SR-71“黑鸟”首飞，钛合金用量达到了飞机构造总重量的93%。

钛合金的用量常被当作衡量飞机选材前辈程度和航空工业发展水平的指标，与飞机作战能力密切干系。
美国F-15飞机构造钛合金重量占比约26%，第四代战斗机F-22飞机构造钛合金重量占比则高达38.8%。
F15飞机配备的F100-PW100涡轮风扇发动机钛用量为25%～30%，F-22的V2500发动机钛用量提高到了31%。

钛合金在航空工业上的运用分为飞机构造钛合金和发动机构造钛合金。
航天方面，钛合金紧张作为火箭、导弹及宇宙飞船等的构造、容器制造材料。
飞机构造钛合金利用温度哀求一样平常为350℃以下，哀求具有高的比强度、良好的韧性、精良的抗疲倦性能、良好的焊接工艺性能等。
发动机用钛合金哀求具有高的比强度、热稳定性好、抗氧化、抗蠕变等性能。
航天翱翔器除航空用钛合金的性能需求外，还哀求能够耐高温、抗辐射等。

飞机钛合金构造件紧张运用部位有起落架部件、框、梁、机身蒙皮、隔热罩等。
俄罗斯的伊尔-76飞机采取高强度BT22钛合金制造起落架和承力梁等关键部件。
波音747主起落架传动横梁材料为Ti-6Al-4V，锻件长6.20米、宽0.95米，质量达1545千克。
高强高韧Ti-62222S钛合金被用在C-17飞机水平安定面转轴关键部位。
F-22飞灵活员机所处的后机身区域及机尾隔热罩设计为钛合金薄壁构造，具备良好的耐温性能。

航空发动机方面，钛合金材料的运用领域有压气机盘、叶片、鼓筒、高压压气机转子、压气机机匣等。
当代涡轮发动机构造重量的30%旁边为采取钛合金材料制造，钛合金的运用降落了压缩机叶片和风扇叶片的质量，同时还延长了零部件的寿命与检讨间隔。
波音747-8GENX发动机风扇叶片的前缘与尖部，采取了钛合金防护套，在10年的服役期内仅做过3次改换。

未来航空翱翔器对钛合金的需求该当是兼具更高强度、更高韧性、更高损伤性能、更高耐高温性能等。
钛合金材料运用发展方向将是：新型高超强度构造钛合金、高性能的损伤容限型钛合金、低本钱抗疲倦钛合金、新型高温构造钛合金、前辈TiAl基材料、钛基复合股料等方面。

高温合金

优点：具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗堕落性能，良好的疲倦性能、断裂韧性等综合性能。
高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和利用可靠性。

按基体元素种类：

铁基高温合金：又可称作耐热合金钢。
它的基体是Fe 元素，加入少量的Ni、Cr 等合金元素，耐热合金钢按其正火哀求可分为马氏体、奥氏体、珠光体、铁素体耐热钢等。

镍基高温合金：镍基高温合金的含镍量在一半以上，适用于1000℃以上的事情条件，采取固溶、时效的加工过程，可以使抗蠕变性能和抗压抗屈从强度大幅提升。

钴基高温合金：钴基高温合金因此钴为基体，钴含量大约占60%，同时须要加入Cr、Ni 等元向来提升高温合金的耐热性能，虽然这种高温合金耐热性能较好，但由于各个国家钴资源产量比较少，加工比较困难，因此用量不多。
常日用于高温条件( 600 ～ 1 000℃) 和较永劫光受极限繁芜应力高温零部件，例如航空发动机的事情叶片、涡轮盘、燃烧室热端部件和航天发动机等。
为了得到更优秀的耐热性能，一样平常条件下要在制备时添加元素如W、MO、Ti、Al、Co，以担保其优胜的抗热抗疲倦性。

高温合金是为了知足喷气发动机对材料的苛刻哀求而研制的，至今已成为军用和民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的一类关键材料。
在前辈的航空发动机中，高温合金用量所占比例已高达50%以上。

高温合金紧张运用在航空发动机方面，高温合金材料的用量占发动机总重量的40%-60%，紧张分布在：燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘。
而航空航天家当属于国家计策性先导家当。
高温合金的发展与航空发动机的技能进步密切干系，尤其是发动机热端部件涡轮盘、涡轮叶片材料和制造工艺是发动机发展的主要标志。

目前，环球航空航天市场总额已高达数千亿美元，并且正以每年10%旁边的速率稳步增长。
我国航空发动机的制造本钱占整机制造的25%旁边，航空发动机中原材料本钱占比约为50%，高温合金为原材料紧张构成，约占原材料本钱的36%。

根据中国机器工业联合会数据显示，2018年我国高温合金材料年生产量约3.52万吨旁边，消费量达5.93万吨，市场容量超过130亿元。
目前我国高温合金生产企业数量有限，生产能力与需求之间存在较大缺口。

超高强度钢

优点：超高强度钢在强度、刚性、韧性以及价格等方面具有很多上风，且拥有在承受极高载荷条件下保持遐龄命和高可靠性的特点，在航空领域得到广泛利用。

种类：

低合金钢：是由调质构造钢发展起来的，含碳量一样平常在0.3～0.5%，合金元素总含量小于5%，其浸染是担保钢的淬透性，提高马氏体的抗回火稳定性和抑制奥氏体晶粒终年夜，细化钢的显微组织。
常用元素有镍、铬、硅、锰、钼、钒等。
常日在淬火和低温回火状态下利用，显微组织为回火板条马氏体，具有较高的强度和韧性。
如采取等温淬火工艺，可得到下贝氏体组织或下贝氏体与马氏体的稠浊组织，也可改进韧性。
这类钢合金元素含量低，本钱低，生产工艺大略，广泛用于制造飞机大梁、起落架构件、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。

中合金钢：热作模具钢的改型钢，范例钢种有4Cr5MoSiV钢。
这类钢的含碳量约0.4%，合金元素总含量约8%，具有较高的淬透性，一样平常零件经高温奥氏体化后，空冷即可得到马氏体组织，500～550℃回火时，由于碳化物沉淀产生二次硬化效应，而达到较高的强度。
这类钢的特点是回火稳定性高，在500℃旁边条件下利用，仍有较高的强度，一样平常用于制造飞灵活员机零件。

马氏体时效钢：范例钢种有18Ni马氏体时效钢，含碳小于0.03%，镍约18%，钴8%。
根据钼和钛含量不同，钢的屈从强度分别可达到140、175和210kgf/mm2。
从820～840℃固溶处理冷却到室温时，转变成微碳Fe-Ni马氏体组织，其韧性较Fe-C马氏体为高，通过450～480℃时效，析出部分共格金属间化合物相（Ni3Ti、Ni3Mo），达到较高的强度。
镍可使钢在高温下得到单相奥氏体，并在冷却到室温时转变为单相马氏体，而具有较高的塑性。
同时镍也是时效强化元素。
钴能使钢的马氏体开始转变温度升高，避免形成大量残留奥氏体。
这类钢的特点是强度高，韧性高，屈强比高，焊接性和成形性良好；加工硬化系数小，热处理工艺大略，尺寸稳定性好，常用于制造航空器、航天器构件和冷挤、冷冲模具等。

Ni-4Co型钢：含9%镍使钢固溶强化和提高韧性，加 4%钴的浸染在于只管即便减少钢中残留奥氏体量，钼和铬是为了产生沉淀硬化效应。
含碳 0.20～0.30%时，抗拉强度可达130～160kgf/mm2，断裂韧度达400kgf/mm帮以上。
综合性能好，抗应力堕落性高，具有良好的工艺性能，常用于航空、航天工业。

沉淀硬化钢：简称PH不锈钢，是在不锈钢的根本上发展起来的具有抗堕落性能的超高强度钢。
合金元素总含量约为22～25%。
按高温固溶处理后冷至室温时显微组织的不同，可分为奥氏体型、半奥氏体型和马氏体型三类。
范例钢种有0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al，抗拉强度约为160kgf/mm2。
这类钢有良好的耐蚀性、抗氧化性。
这类钢紧张用于制造高应力耐堕落的化工设备零件、航空器构造件和高压容器等。

超高强度钢是当前强度最高的金属构造材料，航空超高强度钢代表一个国家的冶金最高水平。
航空超高强度钢紧张用作起落架、传动齿轮、主轴承和对接螺栓等关键构件。
大家都明白起落架对飞机和乘员安全的保障浸染，高性能传动齿轮是直升机传动系统的核心构件，主轴承决定着航空发动机的服役寿命和可靠性，对接螺栓直接关系飞机安全。

航空超高强度钢的研究发展难度很大，但却是航空发达国家的竞争热点。
个中，起落架用钢代表了一个国家超高强度钢的最高水平。
美国于上世纪50年代研制出300M超高强度钢，60年代开始用于飞机起落架，90年代研制出Aermet100超高强度钢，直到21世纪初才研制出适用于航母舰载机起落架用S53超高强度不锈钢。
上世纪50年代，美国用了10年韶光将客机用涡轮喷气发动机主轴承寿命提高到30000小时，支持了发动机定寿，但齿轮轴承钢仍不能知足利用哀求。
对接螺栓的强度虽已达到1800MPa以上，但却尚无一个较空想的超高强度钢。

目前，天下上只有极少数国家节制航空发动机传动部件超高强度钢的制造技能，例如国外发展了超高强度齿轮（轴承）钢，如CSS-42L、GearmetC69等，已在发动机、直升机和宇航运用中试用。

前辈复合股料

优点：具有质量轻，较高的比强度、比模量、较好的延展性、抗堕落、隔热、隔音、减震、耐高（低）温等特点，已被大量利用到航空航天、医学、机器、建筑等行业。

种类：

聚合物复合股料：(polymer composites)是将强化物质添加到聚合物内，以增加所需的性子。
单晶/须晶、黏土、滑石、云母等低长宽比（aspect ratio）之片状添补料可以提高材料的劲度（stiffness）；然而，纤维、玻璃纤维、石墨、硼等高长宽比的添补料可以同时提高拉伸强度和劲度。

陶瓷基复合股料：因此陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合股料。
陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温构造陶瓷。
这些前辈陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗堕落等精良性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，乃至断裂导致材料失落效。
而采取高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。
纤维能阻挡裂纹的扩展，从而得到有优秀韧性的纤维增强陶瓷基复合股料。
陶瓷基复合股料已用作液体火箭发动机喷管、导弹天线罩、航天飞机鼻锥、飞机刹车盘和高档汽车刹车盘等，成为高技能新材料的一个主要分支。

金属间化合物：高性能、高推许比航空发动机的研制，促进了金属间化合物的开拓与运用。
如今金属间化合物已经发展成为多种多样的族，它们一样平常都是由二元三元或多元素金属元素组成的化合物。
金属间化合物在高温构造运用方面具有巨大的潜力，它具有高的利用温度以及比强度、导热率，尤其是在高温状态下，还具有很好的抗氧化，高堕落性和高的蠕变强度。

C/C基复合股料：即碳纤维增强碳基本复合股料，它把碳的难熔性与碳纤维的高强度及高刚性结合于一体，使其呈现出非脆性毁坏。
由于它具有重量轻、高强度，优胜的热稳定性和极好的热传导性，是当今最空想的耐高温材料，特殊是在1000-1300℃的高温环境下，它的强度不仅没有低落，反而有所提高。
在1650℃以下时依然还保持着室温环境下的强度和风姿。
因此C/C基复合股料在宇航制造业中具有很大的发展出息。

复合股料技能是一项具有计策意义的国防关键技能。
在一定程度上，前辈复合股料的研究水平和运用程度是一个国家科技发展水平的代表，特殊是在飞机制造业，各种前辈的飞机无不与前辈的复合股料技能紧密联系在一起。
举直升机为例，复合股料在前辈直升机上的用量已高达50%（重量比）旁边，复合股料运用的部位已从整流罩、地板、整体壁板等次承力构造向旋翼、框、梁等主承力构造方向发展，具有范例代表的是NH-90、波音-360、V-22、RAH-66等当代直升机。

2013年，机身所用复合股料，航空发动机复合股料，翱翔器内饰所用材料分别占64.6%，6.9%，28.5%；统计数据指出到2018年，机身所占比重会达到77.4%，个中航空发动机和翱翔器分别占4.8%和17.8%。

航空航资质料的发展的几大方向

高性能

高性能是指轻质、高强度、高模量、高韧性、耐高温、耐低温，抗氧化、耐堕落等。
材料的高性能对降落翱翔器构造重量和提高构造效率、提高服役可靠性及延长利用寿命极为主要，是航空航资质料研究不断追求的目标。

高功能及多功能

材料在光、电、声、热、磁上的分外功能是支撑某些关键技能以提高翱翔器机动性能和突防能力的主要担保。
如以红外材料为根本的光电成像夜视技能能增强坦克、装甲车、飞机、兵舰及步兵的夜战能力，红外成像制导技能可大大提高导弹的命中率和抗滋扰能力，以新型固体激光材料为根本的激光测距和火控系统等可使灵巧作战能力大大加强。

复合化

复合化已成为新材料的紧张发展趋势之一。
业内专家指出，航空复合股料未来20~30年将迎来新的发展期间，乃至引发航空家当链的革命性变革，包括设计理念的创新和设计团队知识的更新，航空产品供应链的计策性改变，新型复合股料技能不断涌现(如殽杂复合技能、源于自然界中珍珠贝壳构造后发的仿生复合技能)，以及对航空维肄业提出前所未有的寻衅。
复合股料可以明显减轻构造质量和提高构造效率。
国外卫星、计策导弹及固体火箭发动机的关键构造材料险些已经复合股料化。

智能化

智能化是航空航资质料主要发展趋势之一。

智能复合股料将复合股料技能与当代传感技能、信息处理技能和功能驱动技能集成于一体，将感知单元（传感器）、信息处理单元（微处理器）与实行单元（功能驱动器）联成一个回路，通过埋置在复合股料内部门歧部位的传感器感知内外环境和受力状态的变革，并将感知到的变革旗子暗记通过微处理器进行处理并作出判断，向功能驱动器发出指令旗子暗记；而功能驱动器可根据指令旗子暗记的性子和大小进行相应的调节，使构件适应有关变革。

全体过程完备自动化，从而实现自检测、自诊断、自调节、自规复、自保护等多种分外功能。
智能复合股料是传感技能、打算机技能与材料科学交叉领悟的产物，在许多领域展现了广阔的运用前景，例如飞机的智能蒙皮与自适应机翼便是由智能复合股料构成的一种高真个智能构造。

整体化

整体化制造不仅可减少机器装置件数量，节约材料和工时，还能减少因装置失落误埋下的事件隐患。
铝合金一贯是航空航上帝要构造材料，用铝合金厚板（厚度＞6 mm）制造飞机整体部件如机身框架、机翼壁板、翼梁、翼肋等是主要发展趋势之一。

低维化

低维化是指维数小于 3 的材料的运用，详细来说包括二维（超薄膜）、一维（碳纳米管）和准零维（纳米颗粒）材料。
个中碳纳米管在航空航天中的运用得到了广泛的研究，用它制备复合股料也取得了较大进展。

低本钱化

航空航资质料从过去纯挚追求高性能发展到本日综合考虑性能与价格的平衡，低本钱化贯穿材料、构造设计、制造、检测评价以及掩护维修等全过程。
对碳纤维复合股料而言，其制造本钱在全体本钱中霸占相称大的比例；因此，对其低本钱制造技能应投入足够关注。

材料的低本钱目标包括原材料、制备加工、监测评价和维修等全过程。
各种低本钱制造技能发展很快，尤其因此树脂通报成型（RTM）为代表的液体成型技能和以大型繁芜构件的共固化/共胶接为代表的整体化成型技能等均得到了很大的发展。
航空航资质料的低本钱是一个主要发展趋势。

高环境相容性

航空航天翱翔器所用的材料及其制备、加工和回收，必须具有高度的环境相容性，无污染，易回收。

材料的打算设计和仿照仿真

航空航天技能日月牙异地发展，翱翔器关键零部件的工况和环境条件更加苛刻，为适应材料科学的创新，发展了材料的打算设计和数值仿照技能。

结语

从蒙布到前辈复合股料，航空航资质料发展的漫长征程超过了三个世纪。

人类探索星空，飞向宇宙的道路从来不是一帆风顺的。
那些如夜星般闪耀的技能成果，是无数奠基人用尽毕生的韶光、心血、乃至生命换来的。
在航空航天和材料学的未知海洋里，人类探索的领域越来越远、越来越宽广。

科学上的伟大进展每每来源于始终如一的坚韧与灵感女神的爱眷，而不是不切实际的预测。
在拉普拉斯的决定论性中，人们为了预言未来，必须知道所有粒子在某时候的位置和速率。
在航空航天和材料学的发展征程上，位置犹如科研职员严谨负责的坚毅心，速率是对付天空的诚挚热爱！

举头仰望星空时

奋进不止！

参考资料：

中国机器工业联合会

章守华,吴承健.钢铁材料学.北京:冶金工业出版社,1992

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