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chenzhenkun

铁虫 (小有名气)

[资源] 航空材料发展趋势

航空材料发展趋势
航空材料的发展趋势是种类增多，成本降低，性能提高。具体体现为：传统材料大有可为，新型材料亟待应用，新兴材料层出不穷；材料的通用化、标准化势在必行，可靠性、可维修性、低成本和环保性要求日趋严格。
　　1.传统材料大有可为
传统航空材料凝结了大量的研究成果，也积累了可贡的使用经验，轻易放弃这些传统材料划不来。正如美国"先进民用飞机新材料专业委员会"、"国家材料咨询局"、"航空航天工程局"、"工程和技术系统专业委员会"和"国家研究委员会"等五大单位在《用于下一代民用运输机的新材料》的联合研究报告中所指出的，即"目前影响民航业、制造商和材料工业的动荡不定的经济气候，己经使先进材料的应用准则发生了重大的变化，从而使材料性能不再是选材的首要标准。飞机制造商对民航业降低总成本（包括采购和维修成本）的耍求也正在做出反应，要求材料的变化方式是逐步改善，即渐进演化式的，而不是革命性的"。
这种渐进演化式发展反映为，在复合材料改进、传统金属材料超纯熔炼，以及铸、锻件的研制、试验和生产过程中，抛弃了试凑的传统方法，代之以材料性能和产品制造一体化的可设计和可预测的全新概念，广泛引人仿真及人工智能技术，特别是在制蚤制造技术方面不断取得进展和开拓创新。这种高技术含量、高附加值的航空材料的发展以信息技术、自动化技术和先进制造技术的高速发展为依托，将对航空材料的发展产生着深远的影响。
　　2.新型材料亟待应用
　　冷战时期的积累和长期的超前研究储备了相当数量的新材料，但它们至今仍在候选名单上等待应用，典型例子有高性能的双马来醚亚胺树脂基复合材料、热塑性树脂基复合材料和各种金属基复合材料等。暂时不应用这些材料的原因很复杂，其中之一是新材料过高的成本-效益比，包括采购、制造、取证和全寿命等。对先进的高性能复合材料及其结构而言，至今仍对其基本的失效机理及其相互间的作用缺乏深刻而本质的认识，因此，工业界出于技术和安全风险的考虑，缺乏了解先进材料的热情，也没有使用先进材料的经验，更没有等待先进材料发展成熟的耐心。世界范围内的激烈竞争使材料主管部门很难为中长期的发展计划做出长期的财务承诺，结果是很难建立起精干而专业性的材料研究、发展和供应基地。
　　3.新兴材料层出不穷
　　新技术特别是纳米技术为航空材料的发展开拓了新的思路，人们充满热情地研究由片状纳米黏土改性的环氧树脂、双马来醚亚胺树脂和聚醚亚胺树脂，研究纳米改性的铝合金，期望在性能上获得显著提高。英、德等国对由碳纳米管增强的树脂基复合材料开展了许多研究工作，结果表明，无论力学性能还是电磁性能均有改进。纳米技术的发展还有力地带动了航空材料的发展，如雷达罩纳米防雨涂层以及隐身材料的纳米化等。
　　４.材料标准化、通用化势在必行
　　随着国际经济的一体化，航空材料在国际材料市场上的流通以标准化、通用化为前提。目前，国际航空材料的发展趋势是在国内取消军用标准，而代之以军民两用标准。在国际范围内实施国际化标准，有利于国际合作与交流及市场开拓，如俄罗斯在铝锂合金和钦合金的出口问题上，以往因未与国际标准接轨，使上述材料出口受阻。为扩大出口，俄罗斯己逐步改用国际标准。中国已经进人ＷＴＯ，但我国航空材料的体系建设以及航空材料的通用化、标准化现状却很落后。原因主要在于我国航空材料多是在跟踪和引进的基础上发展而来，形成了各国航空材料在我国并存的混乱局面。国防工业科学技术委员会和中国航空工业正着手开展中国航空材料体系的建设工作，这将为我国航空材料的健康发展创造更好的发展前提。
　　5.低成本和可维修性成为趋势
　　航空材料的高技术特征必然带来高成本。目前环氧树脂的价格大约是每磅７美元，钛为每磅10美元，先进复合材料为每磅60美元。降低航空产品采购成本的主要途径是改变设计概念、采用低成本材料和成形加工技术等，降低航空产品使用成本或全寿本成本的主耍途径是提高材料的可靠性和寿命。航空产品在选材时不仅要考虑使用性能，而且还必须考虑可维修性。如果航空产品的全寿命成本及维修费用为采购成本的两倍时，就需重新考虑选材问题，发展高可靠性、维修性能好的航空材料，以延长结构使命寿命和简化维修越来越受到重视。

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