納米材料在航空航天業(yè)技術(shù)的重大進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間：2019-06-28 18:02瀏覽次數(shù)：
航空材料技術(shù)繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭。總體而言，航空材料繼續(xù)朝著高溫、智能化、微納米和可設(shè)計(jì)性的方向發(fā)展，在先進(jìn)復(fù)合材料、高性能金屬結(jié)構(gòu)材料、特殊功能材料、電子信息材料等領(lǐng)域取得了許多重要進(jìn)展。
1. 先進(jìn)復(fù)合材料
先進(jìn)復(fù)合材料正朝著耐高溫、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)展的熱點(diǎn)。
在陶瓷基復(fù)合材料中，碳化硅(SiC)是研究最廣泛的陶瓷基復(fù)合材料。主要原因是碳化硅材料與其他基體材料相比具有更好的耐高溫性能，能夠承受1316℃以上的高溫。
在航空航天領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值的超高溫材料主要包括硼化物、碳化物和氧化物復(fù)合材料。ZRB2-SIC超高溫復(fù)合陶瓷以其罕見的高熔點(diǎn)、高導(dǎo)熱、高彈性模量、良好的抗熱震性能和適中的熱膨脹性能，已成為超高溫材料領(lǐng)域最有前途的材料之一。
俄羅斯研究人員研制出一種多層陶瓷結(jié)構(gòu)材料，該材料由碳化硅和二硼化鋯陶瓷混合而成，預(yù)計(jì)可承受3000攝氏度的高溫。它可以用來提高噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室溫度，在航天飛機(jī)重返大氣層時(shí)使其絕緣，或者保護(hù)它們不受熱。制造用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的傳感器罩。
2. 高性能金屬結(jié)構(gòu)材料
高性能金屬結(jié)構(gòu)材料正朝著輕量化和復(fù)合材料的方向發(fā)展。輕質(zhì)耐高溫金屬和金屬納米復(fù)合材料是其發(fā)展的熱點(diǎn)。
日本研究人員研制出一種透明、強(qiáng)磁性的納米顆粒薄膜材料，由納米磁性金屬顆粒、鈷鐵合金和絕緣材料氟化鋁組成。該系統(tǒng)有望應(yīng)用于新一代的透明磁性設(shè)備中，直接顯示飛機(jī)擋風(fēng)玻璃上的油量和地圖信息，包括電氣、磁性和光學(xué)設(shè)備。國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)帶來技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展
3.特殊功能材料
特種功能材料正朝著可設(shè)計(jì)性、微納米和多功能方向發(fā)展。新型隱身材料、高溫防護(hù)材料、除冰、去污、防腐、自潔、防反射功能材料是其發(fā)展的重點(diǎn)。
針對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷基復(fù)合材料必須承受1600℃的高溫，并且在氧氣中容易產(chǎn)生裂紋和脆性的問題，科學(xué)家們探索了碳納米管如何提高碳化硅基復(fù)合材料的損傷抗力。試驗(yàn)結(jié)果表明,碳化硅胡須生長(zhǎng)的碳納米管比那些沒有耐高溫碳納米管,并可以很容易地承受高溫高壓下的1000 c,碳化硅生長(zhǎng)碳納米管很容易反彈nanoindenter下,大大增加其抗裂性。
4. 電子信息功能材料
電子信息功能材料正朝著低型化、小型化方向發(fā)展。超材料天線、GaN半導(dǎo)體材料和Ga液態(tài)金屬合金是目前研究的熱點(diǎn)。
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