1)高性能
高性能是指輕質、高強度、高模量、高韌性、耐高溫、耐低溫,抗氧化、耐腐蝕等。材料的高性能對降低飛行器結構重量和提高結構效率、 提高服役可靠性及延長使用壽命極為重要, 是航空航天材料研究不斷追求的目標。
2)特殊功能
材料在光、電、聲、熱、磁上的特殊功能是支撐某些關鍵技術以提高飛行器機動性能和突防能力的重要保證。 如以紅外材料為基礎的光電成像夜視技術能增強坦克、裝甲車、飛機、軍艦及步兵的夜戰能力, 紅外成像制導技術可大大提高導彈的命中率和抗干擾能力,以新型固體激光材料為基礎的激光測距和火控系統等可使靈活作戰能力大大加強。
3)復合化
復合化已成為新材料的重要發展趁勢之一。 業內專家指出,航空復合材料未來 20~30 年將迎來新的發展時期,甚至引發航空產業鏈的革命性變革,包括設計理念的創新和設計團隊知識的更新,航空產品供應鏈的戰略性改變, 新型復合材料技術不斷出現(如混雜復合技術、源于自然界中珍珠貝殼結構啟發的仿生復合技術) ,以及對航空維修業提出前所未有的挑戰。
4)智能化
智能化是航空航天材料重要發展趁勢之一。 智能復合材料將復合材料技術與現代傳感技術、 信息處理技術和功能驅動技術集成于一體, 將感知單元(傳感器) 、信息處理單元(微處理器)與執行單元(功能驅動器)聯成一個回路,通過埋置在復合材料內部不同部位的傳感器感知內外環境和受力狀態的變化, 并將感知到的變化信號通過微處理器進行處理并作出判斷,向功能驅動器發出指令信號; 而功能驅動器可根據指令信號的性質和大小進行相應的調節,使構件適應有關變化。整個過程完全自動化,從而實現自檢測、自診斷、自調節、自恢復、自保護等多種特殊功能。
智能復合材料是傳感技術、 計算機技術與材料科學交叉融合的產物, 在許多領域展現了廣闊的應用前景, 例如飛機的智能蒙皮與自適應機翼就是由智能復合材料構成的一種高端的智能結構。
5)整體化
整體化制造不僅可減少機械裝配件數量,節約材料和工時, 還能減少因裝配失誤埋下的事故隱患。
鋁合金一直是航空航天重要結構材料,用鋁合金厚板(厚度>6 mm)制造飛機整體部件如機身框架、機翼壁板、翼梁、翼肋等是重要發展趨勢之一。
6)低維化
低維化是指維數小于 3 的材料的應用, 具體來說包括二維(超薄膜) 、一維(碳納米管)和準零維(納米顆粒)材料。其中碳納米管在航空航天中的應用得到了廣泛的研究, 用它制備復合材料也取得了較大進展。7)低成本化航空航天材料從過去單純追求高性能發展到今天綜合考慮性能與價格的平衡, 低成本化貫穿材料、結構設計、制造、檢測評價以及維護維修等全過程。對碳纖維復合材料而言,其制造成本在整個成本中占有相當大的比例;因此,對其低成本制造技術應投入足夠關注。 各種低成本制造技術發展很快,尤其是以樹脂傳遞成型(RTM)為代表的液體成型技術和以大型復雜構件的共固化/共膠接為代表的整體化成型技術等均得到了很大的發展。
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