標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量
納米材料在航空航天業(yè)技術(shù)的重大進(jìn)展
發(fā)表時(shí)間:2018-09-27 17:26:02 作者: 來源:新材料科學(xué)與應(yīng)用技術(shù) 瀏覽:次航空材料技術(shù)繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭?偟膩砜,航空材料繼續(xù)向高溫化、智能化、微納化和可設(shè)計(jì)化方向發(fā)展,在先進(jìn)復(fù)合材料、高性能金屬結(jié)構(gòu)材料、特種功能材料、電子信息材料等領(lǐng)域取得多項(xiàng)重要進(jìn)展。
1、先進(jìn)復(fù)合材料
先進(jìn)復(fù)合材料向耐高溫、智能化方向發(fā)展,碳纖維、陶瓷基復(fù)合材料和樹脂基復(fù)合材料是其發(fā)展重點(diǎn)。
陶瓷基復(fù)合材料中研究最為廣泛的是以碳化硅(SiC)為基體的陶瓷基復(fù)合材料,主要是因?yàn)橄噍^于其他基體材料,碳化硅材料具有更好的耐高溫性能,可承受1316℃以上的高溫。
目前航天領(lǐng)域有重要應(yīng)用價(jià)值的超高溫材料主要包括硼化物,碳化物以及氧化物組成的多元復(fù)合超高溫陶瓷材料體系。其中ZRB2-SIC超高溫復(fù)相陶瓷以其罕見的高熔點(diǎn),高熱導(dǎo)率,高彈性模量,良好的抗熱震性和適中的熱膨脹率等特性,成為耐超高溫材料領(lǐng)域最具前途的材料之一。
俄羅斯研究人員開發(fā)出一種基于碳化硅和二硼化鋯的陶瓷混合物構(gòu)成的多層陶瓷結(jié)構(gòu)材料,預(yù)計(jì)能夠耐受3000℃的極端溫度的考驗(yàn),可用于提升噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的溫度,還能在空間飛行器再入大氣層時(shí)起到隔熱作用,或者用于制造測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的傳感器保護(hù)罩。
2、高性能金屬結(jié)構(gòu)材料
高性能金屬結(jié)構(gòu)材料向輕量化、復(fù)合化方向發(fā)展,輕質(zhì)耐高溫金屬和金屬納米復(fù)合材料是其發(fā)展重點(diǎn)。
日本研究人員開發(fā)出一種透明強(qiáng)磁性納米顆粒薄膜材料,由納米級(jí)磁性金屬顆粒鐵鈷合金和絕緣物質(zhì)氟化鋁混合制成,有望用于在飛機(jī)擋風(fēng)玻璃上直接顯示油量、地圖等信息的新一代透明磁性設(shè)備,為包括電、磁及光學(xué)設(shè)備在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)帶來革新性的技術(shù)發(fā)展。
3、特種功能材料
特種功能材料向可設(shè)計(jì)性、微納米化、多功能化方向發(fā)展,新型隱身材料、高溫防護(hù)材料及除冰、除污、防腐、自清潔、抗反射等功能材料是其發(fā)展重點(diǎn)。
針對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的陶瓷基復(fù)合材料零件必須承受1600℃的溫度,且在氧氣中容易產(chǎn)生裂紋及變脆的問題,科學(xué)家們探索碳納米管如何改善碳化硅基復(fù)合材料的耐損傷性能。測(cè)試結(jié)果表明,生長(zhǎng)碳納米管的碳化硅比無碳納米管的碳化硅晶須更耐高溫,且很容易做到耐受1000℃的高溫。在高壓力狀態(tài)下,生長(zhǎng)碳納米管的碳化硅可以輕松地在納米壓頭下反彈,極大地增加了其抗裂韌性。
4、電子信息功能材料
電子信息功能材料向低尺度、小型化方向發(fā)展,超材料天線,氮化鎵半導(dǎo)體材料和鎵液態(tài)金屬合金是其發(fā)展重點(diǎn)。
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