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星期三,2 月 25日,2026
航空零件浅谈航空航天材料(下)

浅谈航空航天材料(下)

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上期小编简单聊了一下铝合金、钢材和钛合金在航空航天上的应用,感兴趣的小伙伴可以去阅读一下。那么,这期小编就简单聊聊关于镁合金、铜合金和复合材料作为航空航天材料的应用吧。

镁合金

作为金属材料中重要的一员,镁合金也是可用于航空器、航天器和火箭导弹制造工业中的最轻金属结构材料的一种。镁的重量比铝轻,比重为1.8,但强度较低,主要用于制造低承力的零件。

德国首先生产并在飞机上使用含铝的镁合金。镁合金具有较高的抗振能力,在受冲击载荷时能吸收较大的能量,还有良好的吸热性能,因而是制造飞机轮毂的理想材料。民用机和军用飞机、尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。例如,B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤,挤压件90公斤,铸件超过200公斤。镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件,如中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。

B-52轰炸机

镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或涂漆;且镁合金强度较低、易于氧化燃烧、耐热性差。因此在航天器中的使用范围相当受限。

铜合金

铜合金是航空材料中不可缺少的一员。航天技术、火箭、卫星和航天飞机中,除了微电子控制系统和仪器、仪表设备以外,许多关键性的部件也要用到铜和铜合金。例如火箭发动机的燃烧室和推力室的内衬,可以利用铜的优良导热性来进行冷却,以保持温度在允许的范围内。此外,铜合金也是卫星结构中承载构件用的标准材料。卫星上的太阳翼板通常是由铜与其它几个元素的合金制成的。

使用C18150 CuCrZr合金3D打印的E2火箭发动机的燃烧室

但纯铜的密度为8.96克/立方厘米,比纯铁的密度还高,因此铜合金的密度也不会低。材料较高的密度使得燃油费用也会剧增,限制了铜合金在航空航天中的大量使用。

复合材料

金属材料的特性导致其要满足航空所需的强度要求,所需重量注定不会太轻。但使用复合材料可以有效降低航空器的重量,而减重对提高飞行器的安全性、增加有效载荷和续航距离、提高机动性能、降低燃料或推进剂消耗和飞行成本具有实际意义,航空器速度越快,减重意义越大。

CR929宽体客机应用复合材料

基于各种考虑,各国开始尝试使用复合材料作为飞机的主体材料,最典型的便是波音的B787和空客的A350,这两个型号的飞机使用的复合材料均达到了惊人的50%左右。

B787

除了上述材料,航空器上还有一些占比不大,但相当重要的材料,比如用于旋翼系统的径向唇轴密封件、垫圈和密封罩、辅助动力装置、发动机、齿轮箱和变速器的弹性密封件以及用于飞机观察外部情况的各类玻璃窗等。在这里小编就不一一例举了,后续有机会的话会详细聊聊的。感谢您的阅读!

END

PS:文中数据来源于网络整理,图片来源于网络,非原创图

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