航空航天材料行業(yè)現(xiàn)狀如何?航空航天用飛行器在飛行時(shí)需承受長(zhǎng)時(shí)間氣動(dòng)加熱,基體表面將產(chǎn)生高溫,為了保證飛行器的主體結(jié)構(gòu)及內(nèi)部?jī)x器設(shè)備的安全床斜,須使用高效隔熱材料阻止外部熱流向內(nèi)部擴(kuò)散。同時(shí)扇收,輕質(zhì)高效的隔熱防護(hù)系統(tǒng)對(duì)降低飛行器載荷好侈、延長(zhǎng)飛行距離等均具有重要的意義。
碳納米纖維具有比表面積大役倾、孔隙率高瞻聪、化學(xué)穩(wěn)定性好、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)刃撮,在電子椎崎、能源、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景畸裳。碳納米纖維膜材料隨著石墨化程度的提升缰犁,耐高溫性能逐漸提升,然而其隔熱性能也將大幅下降怖糊,因此難以滿足耐高溫與隔熱性能同步提升的需求帅容。陶瓷氣凝膠材料具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕及隔熱性能伍伤,是航空航天飛行器熱防護(hù)的主要材料之一并徘。
它廣泛應(yīng)用在航空航天和軍事領(lǐng)域夯到,在民間的其它產(chǎn)品制造中也一展身手。雖然碳纖維材料有許多的優(yōu)點(diǎn)饮亏,但它的生產(chǎn)卻極其不易耍贾,生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng),需要突破技術(shù)方面的困難多路幸。
航空材料的發(fā)展趨勢(shì)在技術(shù)層面可用“六化”來(lái)概括荐开,即信息化、復(fù)合化简肴、多功能化晃听、高性能化、低維化尚羽、智能化呛米,具體表現(xiàn)為全面推進(jìn)計(jì)算輔助材料設(shè)計(jì)技術(shù)、復(fù)合材料未來(lái)尚有巨大發(fā)展空間拌驻、結(jié)構(gòu)材料向多功能化發(fā)展洒已、發(fā)動(dòng)機(jī)材料向超高溫結(jié)構(gòu)材料發(fā)展,低維化是未來(lái)航空材料發(fā)展的必由之路牲晤、智能材料開(kāi)發(fā)方興未艾受贫、隱身材料朝著多功能方向發(fā)展、電子信息功能材料爭(zhēng)奇斗艷等碍逐。
航空航天材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
高溫合金材料屬于航空航天材料中的重要成員浴蝉,是制造航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的關(guān)鍵材料,在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中薪丐,高溫合金用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的40%-60%以上冗腐。
目前,國(guó)際市場(chǎng)上每年消費(fèi)高溫合金材料近30萬(wàn)噸脱睛,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域蚊患。中國(guó)目前高溫合金材料年生產(chǎn)量約1萬(wàn)噸左右,每年需求可達(dá)2萬(wàn)噸以上修噪,市場(chǎng)容量超過(guò)80億元查库。根據(jù)中國(guó)金屬學(xué)會(huì)高溫材料分會(huì)路媚,航空航天黄琼、發(fā)電領(lǐng)域使用的高端和新型高溫合金領(lǐng)域需求量在3000余噸,且每年呈15%以上的速度增長(zhǎng)整慎。
目前脏款,航空航天領(lǐng)域是碳纖維主要應(yīng)用領(lǐng)域之一,這主要得益于碳纖維具有質(zhì)輕裤园、高強(qiáng)度的屬性撤师。碳纖維相對(duì)于鋼或鋁剂府,減重效果可以達(dá)到20%至40%,在航空航天領(lǐng)域剃盾,主要應(yīng)用于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料(占飛機(jī)重量的30%左右)腺占,因此綜合來(lái)看碳纖維的使用能使飛機(jī)重量減輕6%至12%,從而顯著地降低飛機(jī)的燃油成本痒谴。在航空航天領(lǐng)域衰伯,碳纖維最早用于人造衛(wèi)星的天線和衛(wèi)星支架的制造,同時(shí)因其耐熱耐疲勞的特性椰严,碳纖維在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和噴管上也得到了廣泛應(yīng)用善王。
當(dāng)前,我國(guó)產(chǎn)“新舟”系列已交付百架荡偶,ARJ21支線客機(jī)交付39架带蔬,大型干線客機(jī)C919正在6機(jī)4地密集試飛中,國(guó)內(nèi)外訂單達(dá)815架烧乙,我國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)已步入發(fā)展快車道拐扛。復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的使用已經(jīng)非常廣泛,在大型客機(jī)方面辱窘,國(guó)際上最有代表性的最先進(jìn)的是波音B787和A350丝板,而在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919以及中俄寬體項(xiàng)目CR929上,也將使用大量的復(fù)合材料蜂镇。
2022年吓篙,俄羅斯托木斯克理工大學(xué)的科研人員研發(fā)出新型陶瓷紙材料,具有耐高溫和高機(jī)械載荷特性给酥,可廣泛應(yīng)用于航天航空深怕、運(yùn)輸行業(yè)。研究結(jié)果發(fā)表在《Journal of the European Ceramic Society》上泵肄。陶瓷紙是一種相對(duì)較新的材料捆交,由纖維素纖維、粉末填料和粘合劑組成腐巢,能像普通紙一樣被瓦楞品追、堆疊并形成多層結(jié)構(gòu)》氡可用于制造具有梯度成分的工件和成型陶瓷產(chǎn)品肉瓦。
航空航天材料行業(yè)市場(chǎng)未來(lái)前景預(yù)測(cè)
隨著航空航天技術(shù)的進(jìn)步,發(fā)展新一代質(zhì)量更輕胃惜、更節(jié)能泞莉、更環(huán)保的商用飛機(jī)將成為未來(lái)的趨勢(shì)。全球航空商旅業(yè)務(wù)正在經(jīng)歷持續(xù)的增長(zhǎng),航空客運(yùn)鲫趁、貨運(yùn)等領(lǐng)域在未來(lái)幾年持續(xù)的高需求斯嚎,將促進(jìn)航空制造業(yè)發(fā)展。生產(chǎn)更多的飛機(jī)也預(yù)示著制造業(yè)對(duì)航空航天材料的需求不斷提升挨厚。由于全球的航空航天零部件制造商對(duì)材料的高需求返雷,亞太、歐洲和北美地區(qū)航空航天材料市場(chǎng)正在持續(xù)走高弓席。
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