仪表级复合材料在惯性仪表中的应用进展

铝基复合材料是近年来发展起来的一类先进工程材料,具有高的比强度和比模量,特别是这些复合材料各向同性,并且具有比Be更高的抗微小变形的能力和优异的尺寸稳定性,另外,还可以对这些材料进行热膨胀系数设计以便和其他材料匹配。由于这些材料可以大批量、稳定制备,且可以精密加工成复杂形状,使它们成为惯性仪表构件的理想材料。本文综述了近年来,惯性领域中仪表级复合材料国内外的应用研究现状,讨论了仪表级复合材料应用对惯性仪表精度提高所产生的积极作用。     

非连续颗粒增强钛基复合材料制备技术与研究进展

颗粒增强钛基复合材料是一种重要的轻量化结构-功能一体化材料.在航空航天、空间技术、武器装备、能源和环境形势日益严峻的今天,这种轻质、高强、耐热颗粒增强钛基复合材料是航空航天技术、能源发展与交通运输等若干关键领域中不可替代的共性关键材料.从复合材料制备技术、基体和增强体选择,增强体分布设计,构型设计,热变形加工、超塑性加工、热处理、微观组织、力学性能以及工程应用方面综述了颗粒增强钛基复合材料的发展现状,提出了研究中存在的问题以及今后潜在的研究方向,为进一步推动和解决重大工程用复合材料大构件加工、精密成形制造的关键技术和装备提供指导,进而推动非连续颗粒增强钛基复合材料的深入发展.     

镍钛记忆合金增材制造技术研究进展及其在航空领域的应用前景

镍钛合金具有特异的形状记忆效应与超弹性、高阻尼性、良好的机械性能,是制造驱动器、阻尼器等的功能结构材料.由于镍钛合金的熔炼制备与机加工性能较差,目前应用的镍钛合金构件通常外形简单且尺寸较小,限制了其在航空等领域大型结构件中的应用.金属增材制造技术为形状复杂的大型镍钛合金构建的制造开辟了新途径.综述了镍钛合金的增材制造技术的现状,并举例说明其在航空制造领域中的应用.     

刘黎明焊接技术专家

您带领科研团队经过多年的研究,多项科研成果达到国际领先水平,请您与我们分享一下这些科研成果. 刘黎明:我们科研团队近年来围绕低能耗、低污染绿色焊接制造技术、材料及装备开展了系列研究,目前已研制出激光一电弧及激光一多电弧及电弧一电弧等系列低能耗复合焊接技术及装备,实现了包括钛合金、铝合金及高强钢等多种金属材料的优质高效连接,并在航空航天及船舶制造领域得到推广应用;开发出具有低污染的镁合金焊接材料,显著减少镁合金焊接烟尘,实现了镁合金高性能绿色焊接制造;通过对异质焊接界面反应过程进行精确控制,实现了镁/铝、镁/钢等异质材料的良好连接,为促进轻质合金构件在汽车、飞机装备中应用起到了积极的推动作用.     

先进航空材料和复杂构件的焊接技术

概述了一航材料院在十五期间对先进航空材料和复杂构件的焊接技术研究的主要结果与进展,其中包括已经获得实际应用的焊接技术以及相关有价值的探索性研究结果.     

高性能纤维增强聚醚醚酮复合材料挤出成型增材制造现状与挑战

材料挤出成型是一种典型的增材制造技术,其通过高温加热,将热塑性聚合物或其复合材料熔融挤出,而后逐层累积成型。它具有无需模具、可成型复杂零部件、低成本等显著优势,在生物医疗、航空航天、汽车工业等多个领域有着广泛的应用前景。聚醚醚酮作为一种半晶态超强热塑性聚合物,其纤维增强复合材料具有轻质高强、热稳定性好、化学稳定性佳等优异特性。利用材料挤出成型工艺制备纤维增强聚醚醚酮复合材料,可实现零部件的高性能低成本快速制造。介绍了纤维增强聚醚醚酮复合材料挤出成型制造技术的发展现状,分别从成型工艺机理、技术发展及性能对比等几个方面展开论述,并系统分析了未来技术发展所面临的挑战。     

数字化技术在复合材料构件研制中的应用与研究

复合材料是一种由高强度、高刚度增强材料铺设在基体中所构成的新型材料,具有高比强度、高比模量、良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点.同时,由于飞机外形复杂,内部空间紧凑,零件数量巨大,协调关系复杂,质量要求严格,而复合材料又容易成型形状复杂的构件,不但组成构件的零件数量大大减少,使协调关系大为简化,而且可大大提高结构的整体性,降低结构重量,提高其可靠度.因此,复合材料技术已成为航空武器装备发展领域具有战略意义的关键技术.特别是在飞机制造业中,各种性能先进的飞机无不与先进的复合材料制造技术紧密联系在一起.     

航天材料及工艺研究所金属材料及特种工艺加工事业部

钛合金粉末冶金技术：钛合金的粉末冶金技术是一种高性能,低成本的钛合金部件制造技术,与传统铸,锻技术相比,高性能钛合金粉末冶金技术有如下优点：材料性能高,可达到不低于锻件的水平,且易于制备形状复杂的产品,成本较低,而且还可以通过粉末冶金技术实现多种功能钛基复合材料构件的制备。     

陶瓷与金属的连接方法与研究进展

工程结构陶瓷材料具有耐高温、高强度、高硬度、耐磨损、抗氧化、抗腐蚀等优良性能,广泛应用于航空航天、电力电子、能源交通等领域,成为经济和国防发展中不可缺少的支撑材料.但是由于陶瓷本身的脆性使其加工性能差,难以制成尺寸大、形状复杂的构件,从而限制了其进一步的应用与发展.金属材料具有优良的室温强度、延展性、导电性和导热性,与陶瓷材料在性能上形成了一种明显的互补关系.将两种材料结合起来,就可以充分利用各自的优良性能,制造出满足要求的复杂构件,不仅能够降低成本,对陶瓷与金属材料的应用与发展也具有重要意义.由于陶瓷与金属在物理、化学性质上的差异,使得二者之间的连接成为国内外学者研究的热点问题[1-3].     

钛合金热等静压粉末冶金技术的发展现状

钛合金在航空航天领域有广泛的应用前景,钛合金热等静压粉末冶金技术的发展为解决大型钛合金复杂构件的制备难题提供了一种新的技术途径。本文较为系统的介绍了该技术的特点、起源和研究现状,以及航天材料及工艺研究所在该技术领域所做的研究工作,并对该技术在型号中的应用做了简要的介绍。     

电子束粉床熔融制备镍基高温合金构件的研究进展

镍基高温合金是涡轮发动机和燃气轮机中的重要结构材料,然而其制件传统加工过程复杂、成本高昂且原材料利用率不高。电子束粉末床熔融（electron beam powder bed fusion,EBPBF）技术能够实现复杂结构制件近净成形,是一种高温合金成形的新方案。EBPBF技术实现了以Inconel 718、Inconel 625为代表的高温合金材料构件的成形,并且发展至能够成形无裂纹的高比例γ′相难焊镍基高温合金,甚至直接制备单晶体镍基高温合金构件,材料的性能达到了传统铸锻件的水平。本文回顾近年来以EBPBF镍基高温合金作为研究对象的相关文献,从工艺过程、组织调控、力学性能等角度对EBPBF制备镍基高温合金构件研究现状进行分析总结,并对未来的研究工作提出了展望。     

增材制造钛铝合金研究进展

钛铝合金具有轻质、高强、耐高温等优异特性,在航空领域,特别是在航空发动机涡轮叶片上具有重要应用价值。然而,钛铝合金的室温脆性大、热变形能力低,使得采用传统的锻造、精密铸造、粉末冶金等技术均难以制造具有复杂形状,特别是具有内部空腔结构的钛铝合金叶片,限制了其性能的进一步提升。增材制造技术能够突破形状的制约,有望发展成为制造钛铝合金复杂结构零部件的新技术。目前,应用于钛铝合金的增材制造技术主要有电子束选区熔化、选区激光熔化和激光金属沉积。本文调研了增材制造钛铝合金领域2010~2020年的文献,对上述3类增材制造技术的原理和特性、所使用合金粉末的特性、打印构件的相组成、组织形貌和热处理工艺、宏观和微观力学性能及其在航空领域的应用等研究进行了对比分析和评述,并对增材制造钛铝合金发展中所存在的问题及下一步研发重点进行了总结和探讨。     

超塑性的最新研究开发

日本名古屋工业技术研究所的马渊守等人阐述了超塑性的一般特征、高速超塑性的最新研究进展及在航空航天器构件上的应用实例。超塑性对于多晶材料来说,应变依存于高应变速率,不产生缩颈而能延伸百分之几百。具有大延伸率、大应变速率敏感性指数和小流变应力的超塑性材料能够进行超塑整体成形,故对飞机构件成形很有效。能够采用超塑气压胀形成形出形状复杂的零件,如涡轮零件,壁板以及蜂窝结构等超塑性的最新研究开发     

复合材料结构整体化技术研究进展

材料技术、设计技术和制造技术的集成可充分发挥树脂基复合材料本质潜力.要实现复杂制件的整体化设计和制造,首先应突破定型和预制关键技术,即预制材料技术和预制结构技术.典型的ES-Fabncs织物等可以制备出高尺寸和形状精度、自支撑而稳定的复合材料复杂结构预制件,并具有比较优越的工艺性质和力学使用性能,而围绕着预制技术,正在...     

FRP复合材料管材航空应用及成型技术研究现状

管路系统的性能优劣是影响航空飞行器可靠性的重要因素,国产大飞机及军用战机的高速发展对飞机的轻量化、高功效以及高可靠性提出了更高的要求,飞机管路系统也正在朝着整体型多弯结构以及紧凑型复杂结构发展。复合材料因其优异的综合性能已在飞机上得到了广泛的应用,而采用纤维增强树脂基复合材料管路构件替代金属材料管路构件,能够最大限度满足飞机导管高性能轻量化整体化制造的目的和需求,目前少数机型已经开始逐步采用纤维增强树脂基复合材料管路构件,并且未来具有广阔的市场前景。纤维增强树脂基复合材料管路构件在成型过程中主要涉及材料的选用、成型工艺方法和设备的选择以及工艺参数的优化等方面,并且每一个环节都对管路构件的成型质量起着至关重要的作用。首先介绍了国内外航空飞机领域纤维增强树脂基复合材料管路构件的市场概况及其在飞机上的应用场合,并综述分析了目前常用的原材料性能对比以及普遍采用的几种纤维增强树脂基复合材料管路构件的成型工艺特点,在此基础上着重评述了近年来纤维缠绕技术在纤维增强树脂基复合材料管路构件成型制造方面的发展及研究现状,并对未来发展趋势进行了展望。     

激光增材制造高强高韧TC11钛合金力学性能及航空主承力结构应用分析

随着损伤容限设计理念发展和轻量化要求提高,高强高韧钛合金逐渐成为航空装备关键主承力构件主要结构材料。激光增材制造制备钛合金大型主承力构件具有数字化、短周期、低成本等技术优势,特别是激光增材制造过程超常固态相变动力学条件为制备高强高韧钛合金提供了新的机会。本文根据航空主承力结构选材性能要求,对激光增材制造TC11钛合金静强度、疲劳和损伤容限特性进行测试与分析,在此基础上对其在航空主承力结构的应用前景进行分析。结果表明,激光增材制造TC11钛合金力学性能具有显著的高强高韧和低屈强比特征,其疲劳缺口敏感性和裂纹扩展速率低,性能分散性小,综合性能满足航空主承力结构选材要求。与目前航空主承力结构广泛应用的TC4-DT损伤容限型钛合金相比,激光增材制造TC11高强高韧钛合金损伤容限特性相当、疲劳性能有所改善、许用应力提高23%,结构具有进一步减重优势。激光增材制造TC11钛合金优异的强韧性匹配在提高结构许用应力的同时可避免大厚度结构发生脆性断裂,其低疲劳缺口敏感性和优异的疲劳裂纹扩展特性对于结构服役安全具有重要意义。     

碳纤维椅盆钻削技术研究

碳纤维(CFRP)作为一种先进的增强复合材料在机械工程中应用广泛,但成型构件的制孔技术却始终制约着其应用和发展。通过对乘员座椅中的碳纤维复合材料椅盆钻孔时的技术问题、加工工艺等进行归纳和总结,摸索出适合碳纤维复合材料椅盆钻孔的工艺方法,并在相关刀具材料、几何形状及角度、工艺参数等方面提出了建议。     

高能束流加工技术──先进制造技术发展的重要方向

高能束流加工技术包含了以激光束、电子束和等离子体为热源对材料或构件进行特种加工的各类工艺方法，如焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、刻蚀与精细加工等。作为先进制造技术的一个重要发展方向，高能束流加工技术具有常规加工方法无可比拟的特点，并已扩展应用于新型材料的制备领域。高能束热源以其高能量密度、可精密控制的微焦点和高速扫描技术特性，实现对材料和构件的深穿透、高速加热和高速冷却的全方位加工，在高技术领域和国防科技发展中占有重要地位。     

钎焊及扩散焊技术在航空发动机制造中的应用与发展

钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、高能束流焊等先进焊接技术在航空发动机焊接构件中得到发展和应用。其中钎焊技术和扩散焊技术以其独有的特点得到了更大的发展,这主要表现在难以熔焊材料的构件焊接中。为了获得优质或与母材相匹配的高性能接头,目前最为有效的连接方法就是钎焊和扩散焊方法。     

激光增材制造技术在涡轮叶片中的应用

基于激光增材制造技术可快速、精确地制造出任意复杂形状零件的特点,以带复杂冷却内腔结构的航空发动机涡轮叶片为研究对象,对激光增材制造技术在涡轮叶片制备过程中的工程应用特点和难点进行了研究,并提出相应解决措施。研究结果显示,激光增材制造技术在降低零件制造成本和减少零件交货周期方面具有显著优势,但在材料力学性能、表面粗糙度、位置及型面公差、气膜孔收缩率及机械加工定位点等方面依然存在挑战。