航空航天先进材料研发与应用方案

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航空航天先进材料研发与应用方案
第 1 章 航空航天材料概述........................................................................................................... 3
1 航空航天材料发展历程................................................................................................. 3
2 航空航天材料分类与功能要求..................................................................................... 4
3 航空航天材料发展趋势................................................................................................. 4
第 2 章 金属材料研发与应用....................................................................................................... 5
1 高功能合金材料............................................................................................................. 5
1.1 合金设计理念............................................................................................................. 5
1.2 高温合金.................................................................................................................... 5
1.3 超高强度合金............................................................................................................. 5
2 精密铸造技术................................................................................................................ 5
2.1 精密铸造工艺............................................................................................................. 5
2.2 熔模铸造.................................................................................................................... 5
2.3 陶瓷型铸造................................................................................................................ 5
3 金属基复合材料............................................................................................................. 5
3.1 金属基复合材料设计................................................................................................. 5
3.2 粉末冶金制备技术..................................................................................................... 6
3.3 液体金属浸渗制备技术............................................................................................. 6
3.4 纤维增强金属基复合材料......................................................................................... 6
第 3 章 陶瓷材料研发与应用....................................................................................................... 6
1 氧化物陶瓷.................................................................................................................... 6
1.1 氧化铝陶瓷................................................................................................................ 6
1.2 氧化锆陶瓷................................................................................................................ 6
1.3 氧化硅陶瓷................................................................................................................ 6
2 非氧化物陶瓷................................................................................................................ 6
2.1 碳化硅陶瓷................................................................................................................ 6
2.2 氮化硅陶瓷................................................................................................................ 7
2.3 碳化硼陶瓷................................................................................................................ 7
3 陶瓷基复合材料............................................................................................................. 7
3.1 陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料................................................................................. 7
3.2 陶瓷颗粒增强陶瓷基复合材料................................................................................. 7
3.3 陶瓷基复合材料的应用前景..................................................................................... 7
第 4 章 复合材料研发与应用....................................................................................................... 7
1 碳纤维复合材料............................................................................................................. 7
1.1 研发进展.................................................................................................................... 7
1.2 应用领域.................................................................................................................... 7
2 玻璃纤维复合材料......................................................................................................... 8
2.1 研发进展.................................................................................................................... 8
2.2 应用领域.................................................................................................................... 8
3 芳纶纤维复合材料......................................................................................................... 8
3.1 研发进展.................................................................................................................... 8

3.2 应用领域.................................................................................................................... 8
4 陶瓷纤维复合材料......................................................................................................... 8
4.1 研发进展.................................................................................................................... 8
4.2 应用领域.................................................................................................................... 9
第 5 章 超导材料研发与应用....................................................................................................... 9
1 超导材料原理与特性..................................................................................................... 9
2 高温超导材料................................................................................................................ 9
3 超导材料在航空航天领域的应用................................................................................. 9
第 6 章 功能材料研发与应用..................................................................................................... 10
1 压电材料...................................................................................................................... 10
1.1 研发方向.................................................................................................................. 10
1.2 应用案例.................................................................................................................. 10
2 磁性材料...................................................................................................................... 10
2.1 研发方向.................................................................................................................. 10
2.2 应用案例.................................................................................................................. 11
3 热电材料...................................................................................................................... 11
3.1 研发方向.................................................................................................................. 11
3.2 应用案例.................................................................................................................. 11
4 光学材料...................................................................................................................... 11
4.1 研发方向.................................................................................................................. 11
4.2 应用案例.................................................................................................................. 12
第 7 章 能源材料研发与应用..................................................................................................... 12
1 锂离子电池材料........................................................................................................... 12
1.1 锂离子电池概述....................................................................................................... 12
1.2 正极材料研发与应用............................................................................................... 12
1.3 负极材料研发与应用............................................................................................... 12
1.4 电解液与隔膜材料研发与应用............................................................................... 12
2 燃料电池材料.............................................................................................................. 13
2.1 燃料电池概述........................................................................................................... 13
2.2 膜电极组件材料研发与应用................................................................................... 13
2.3 双极板材料研发与应用........................................................................................... 13
2.4 燃料电池系统关键材料研发与应用........................................................................ 13
3 太阳能电池材料........................................................................................................... 13
3.1 太阳能电池概述....................................................................................................... 13
3.2 硅太阳能电池材料研发与应用............................................................................... 13
3.3 薄膜太阳能电池材料研发与应用........................................................................... 13
3.4 新型太阳能电池材料研发与应用........................................................................... 13
第 8 章 智能材料研发与应用..................................................................................................... 13
1 形状记忆合金.............................................................................................................. 13
1.1 概述.......................................................................................................................... 13
1.2 研发进展.................................................................................................................. 14
1.3 应用案例.................................................................................................................. 14
2 智能凝胶...................................................................................................................... 14
2.1 概述.......................................................................................................................... 14

2.2 研发进展.................................................................................................................. 14
2.3 应用案例.................................................................................................................. 14
3 智能复合材料.............................................................................................................. 14
3.1 概述.......................................................................................................................... 14
3.2 研发进展.................................................................................................................. 14
3.3 应用案例.................................................................................................................. 14
第 9 章 生物医用材料研发与应用............................................................................................. 15
1 生物医用金属材料....................................................................................................... 15
1.1 生物医用金属材料的种类与特性........................................................................... 15
1.2 生物医用金属材料的表面改性技术........................................................................ 15
1.3 生物医用金属材料的临床应用............................................................................... 15
2 生物医用陶瓷材料....................................................................................................... 15
2.1 生物医用陶瓷材料的种类与特性........................................................................... 15
2.2 生物医用陶瓷材料的制备与改性........................................................................... 15
2.3 生物医用陶瓷材料的临床应用............................................................................... 15
3 生物医用复合材料....................................................................................................... 15
3.1 生物医用复合材料的种类与特性........................................................................... 15
3.2 生物医用复合材料的制备与功能调控.................................................................... 15
3.3 生物医用复合材料的临床应用............................................................................... 16
第 10 章 材料在航空航天领域的应用案例................................................................................ 16
1 飞机结构材料应用案例............................................................................................. 16
1.1 碳纤维复合材料在民用飞机中的应用.................................................................. 16
1.2 钛合金在军用飞机中的应用................................................................................. 16
2 发动机材料应用案例................................................................................................. 16
2.1 单晶高温合金在航空发动机中的应用.................................................................. 16
2.2 陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用..............................................................16
3 航天器材料应用案例................................................................................................. 16
3.1 硅太阳能电池在卫星中的应用............................................................................. 16
3.2 碳化硅纤维复合材料在航天器中的应用..............................................................17
4 航空航天器热防护材料应用案例............................................................................. 17
4.1 热防护涂料在火箭中的应用................................................................................. 17
4.2 烧蚀材料在航天器中的应用................................................................................. 17
第 1 章 航空航天材料概述
1 航空航天材料发展历程
航空航天材料的发展始于 20 世纪初，伴航空工业的兴起而逐步发展壮大。
最初的航空材料主要是木材和金属，如铝合金、铜合金等。飞行器设计要求的提
高和飞行速度的增加，对材料功能的要求也越来越高。20 世纪 40 年代至 50 年代
钛合金、不锈钢等高功能金属材料逐渐应用于航空航天领域。60 年代至 70 年代，

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