太空时代不可或缺的金属材料是什么

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  • 目前看是钛再看看别人怎么说的。
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  • 前太空时代(逃出重力井)什么金属都缺后太空时代什么金属都不缺
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  • 作为航空航天工业的基础,材料工业的发展决定着国防工业所能攀爬的高度,所谓的“一代材料,一层高度”是航空航天科技圈的真实写照。  通常条件下,航空航天飞行器是在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作,除了依靠优化的结构设计之外,更主要的是依赖于材料所具有的优异特性和功能。由此可见,航空航天材料在航空航天产品发展中的具有极其重要的地位和作用。  单晶高温合金  单晶高温合金在950-1100℃ 温度范围内具有优良的抗氧化、抗热腐蚀等综合性能,成为高性能先进航空发动机高温涡轮叶片的主要材料。我国研制了 DD402、DD406等单晶合金。其中第一代单晶合金DD402在1100℃ 、1300MPa应力下持久寿命大于100h ,适合制作工作温度在1050℃以下的涡轮叶片,是国内使用温度最高的涡轮叶片材料;第二代单晶合金DD406含2%Re,使用温度可达800-1100℃ ,正在先进航空发动机上进行使用考核。  镍基超合金  镍基超合金具有良好的高温蠕变特性、高温疲劳特性以及抗氧化、抗高温腐蚀等综合性能,满足了高推重比先进发动机的使用要求。为了使涡轮机叶片能够承受远超过Ni熔点的温度,除了升高Ni基超合金的使用温度外,还在基体表面涂敷绝热层 (TBC),以及采取冷却措施等降低基体温度。CMSX-10、Rene N6等含Re为5%-6%的第3代单晶体Ni基超合金,其使用温度达到1050℃ 。近年来美国通用电气公司(GE)、法国史奈克马公司(SENCMA)和日本国家材料科学研究所(NIMS)开发了第4代单晶体Ni基超合金,该合金不仅添加了Re,还添加了2%-3%的Ru,以提高合金组织的稳定性。 NIMS 研制了第 5 代单晶体Ni 基超合金,在第 4 代合金的基础上增加了 Ru 含量,使合金的耐用温度达到 1100℃ 。  金属间化合物  金属间化合物是近几十年来研究的一类前景广阔、低密度的高温材料。目前,金属间化合物中熔点超过1500 ℃的就有 300多种,其中 Mo3Si、 Re3Nb、 W2Hf2等金属间化合物的熔点都超过了2000℃ 。近年来Ti-Al 和 Ni-Al系材料的力学性能及应用研究取得了令人瞩目的成就。  难熔金属材料  难熔金属( W、Re 、Mo、Nb等)及其合金具有高熔点、耐高温和强抗腐蚀能力等优点,应用于固液火箭发动机和航天发动机等场合。其中研究和应用最多的主要是 W、Re 、Mo、Nb等金属。  金属陶瓷材料  金属陶瓷是介于高温合金和陶瓷之间的一种高温材料。碳硅化钛(Ti3SiC2)是其中研究最多的一种材料,具有耐高温、抗氧化能力强、强度高、热稳定性高的特点,又具有金属材料的导电、导热、可加工性、塑性等优异性能,是一种综合陶瓷材料。碳硅化钛在1200-1400℃ 高温下,强度比目前最好的耐热合金还高,又易加工,故完全可作高温结构材料用,其高温强度与抗氧化、抗热震等性能优于 Si3N4 ,有可能用于未来航空发动机制作导向叶片或涡轮叶片。  金属基复合材料  金属基复合材料与传统金属材料相比,具有更高的比强度、比刚度、耐高温和结构稳定性等优异性能。钛基、钛铝化合物基和高温合金基复合材料耐温能力较强,是航空发动机中温(650-1000℃)部件的候选材料。  陶瓷基复合材料  陶瓷基复合材料具有密度低、耐高温、高热导率、高弹性模量等优异的物理性能,并能在高温下保持很高的强度、良好的抗热震性和适中的热膨胀率,对减轻发动机涡轮叶片质量和降低涡轮叶片冷气量意义重大,是高温领域最有前途的材料。在2000℃ 以上氧化气氛中可用的候选材料主要是碳化物和硼化物。  树脂基复合材料  树脂基复合材料凭借比强度高、比模量高、耐疲劳与耐腐蚀性好和阻噪能力强等优点,在航空发动机冷端部件(风扇机匣、压气机叶片、进气机匣等)和发动机短舱、反推力装置等部件上得到了广泛应用。树脂基复合材料已经发展到了耐温 450℃ 的第四代聚酰亚胺复合材料,形成了从 280-450℃ 涵盖四代的耐高温树脂基复合材料体系。  防护涂层  目前,对于镍基高温合金而言,主要使用的防护包括扩散涂层、包覆涂层、热障涂层及新型高温涂层。
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