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新聞資訊
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12月(yuè)7日，搭載問天實驗(yàn)艙的長征五号B遙(yao)三運載火箭🚶組🍉合(he)體，在中國文昌航(hang)天發射場點火起(qǐ)飛。問天實驗艙發(fa)射任務是中國空(kōng)間站進入建造階(jie)段後的第三次發(fā)射。
值得注意的(de)是，長征五号B運載(zai)火箭是我國首次(ci)進🎯行🌐大📐推力火箭(jiàn)“零窗口”發射，發射(shè)時間誤差将控制(zhi)在一秒以内。
除此(cǐ)之外，長征五号B運(yun)載火箭執行此次(cì)發射任務，是我國(guó)迄今為止發射的(de)重載荷。作為我國(guo)目前近地軌道運(yun)載能力大的新一(yi)代運載火箭，其擁(yōng)有長達20.5米的國内(nèi)大整流罩，近地軌(guǐ)道運載🔞能力達到(dao)25噸級。
航天員在(zai)軌迎接航天器未(wèi)來也是中國空間(jiān)站的常🤩态。中國空(kong)☂️間站之後将實現(xiàn)航天員乘組在軌(gui)輪換，這意味着航(hang)天員需要在軌迎(yíng)接天舟貨運飛船(chuan)、神舟載人飛船等(deng)航天器的到來。神(shen)舟十四号航天員(yuan)此次在軌迎接問(wèn)天實驗艙，将為後(hou)續任務提供⭐經驗(yan)參考，特别是計劃(huà)明年發射的巡㊙️天(tiān)望遠鏡，也需要定(ding)期停靠到空間站(zhan)，由航天員進行維(wéi)護。
問天實驗艙抵(di)達後，中國空間站(zhan)的規模将進一步(bu)增大🌈。航天員會開(kai)啟艙内的生命維(wéi)持系統，組裝好科(ke)學實驗櫃逐步開(kāi)展空間實驗，而新(xīn)的太空授課進程(chéng)也會随着實驗開(kāi)展在問天艙進行(hang)。
回首中國航天事(shì)業從無到有、從小(xiǎo)到大，已經走過🙇♀️整(zhěng)整六十五🥵個年頭(tóu)。
六十五年來的重(zhòng)大事件，若隻是簡(jiǎn)單将其縮影，它可(kě)以隻是一段文字(zì)亦或者一張圖片(pian)，但航天人勇攀天(tian)地之梯的接力，如(rú)同聖火傳遞，在一(yi)代一代的傳承着(zhe)🚶♀️，材料人亦是其中(zhōng)重要的一環。
縱觀(guān)航空航天技術發(fā)展史，屢見新材料(liào)應用或技術🚩突📱破(po)帶來的重大進步(bu)。借神州十三号飛(fei)天之際，新材🙇🏻料在(zài)線為大家總結了(le)航空航天發動機(jī)用材料、近10餘年與(yǔ)新材料緊密相關(guan)的航空航天技術(shù)突破、我國材料💯人(ren)為航空航天國之(zhī)重器書寫過的精(jīng)彩篇章。
01-揭秘航空(kong)航天發動機用材(cai)料
在航空航天領(ling)域，發動機是重點(dian)，也是工業基礎和(hé)技術水平的✔️體現(xian)。
合金
1、鋁合金
鋁合(he)金具有比模量與(yǔ)比強度高、耐腐蝕(shi)性能好、加❗工性😍能(néng)🙇🏻好、成📧本低廉等突(tu)出優點，因此被認(rèn)為是航空航天工(gōng)業中用量💔起着至(zhi)關重要的作用。
主(zhu)要應用位置：發動(dong)機艙、艙體結構、承(chéng)載壁闆、梁、儀器安(ān)裝框架、燃料儲箱(xiāng)等。
2、钛合金
主要應(yīng)用位置：航空發動(dòng)機的壓氣機葉片(piàn)、機匣、發動機艙和(he)隔✍️熱闆等。
3、超高強(qiáng)度鋼
超高強度鋼(gang)具有很高的抗拉(lā)強度和足夠的韌(ren)性，并且有良好的(de)焊接性和成形性(xìng)。
4、鎂合金(jīn)
鎂合金是輕的金(jīn)屬結構材料，具有(you)密度小、比強度高(gāo)、抗震能力強、可承(chéng)受較大沖擊載荷(he)等特點。
主要應用(yong)位置：航天發動機(jī)機匣、齒輪箱等。
航空發動(dòng)機的發展之快，尤(you)其是越來越嚴苛(ke)的溫🧑🏽🤝🧑🏻度和重量😄要(yào)求，漸進提高的傳(chuán)統材料已然不能(néng)滿足，轉😍而呼喚材(cái)料科🆚學開辟新的(de)體系，那就是複合(he)材料。根據複合♊材(cái)料各自的特⛱️點，可(ke)用于發動機不同(tong)的零部件上。
1、碳碳(tan)複合材料
C/C基複合(hé)材料，即碳纖維增(zeng)強碳基本複合材(cái)料，它把碳的難🔆熔(róng)性🈚與碳纖維的高(gao)強度及高剛性結(jie)合于一體，使其🤞呈(chéng)現出非脆性破壞(huai)。由于它具有重量(liàng)輕😄、高強度，優越的(de)熱穩定性和極好(hao)的熱傳導性，是當(dang)✂️今理想的耐高溫(wēn)材料，特别是⁉️在 1000-1300℃的(de)高溫🐇環境下，它的(de)強度不僅沒有下(xia)降，反而有所提高(gao)😘。是近年來受重視(shì)的一種🐇更耐高溫(wen)的新材料。顯著的(de)優點🛀🏻是耐🏃♀️高溫（大(da)約👅2200℃）和低密度，可使(shi)發動機大幅度減(jian)重，以提高推重比(bi)。
主要應用位置：碳(tan)碳複合材料如果(guǒ)能夠解決表面以(yǐ)📞及✂️界面在中溫時(shi)的氧化問題，并能(néng)在制備時提高緻(zhi)密化速度，并降低(dī)成本，則有望在航(hang)空發動機🐉中得到(dào)大量的🔞實際應用(yong)。
目前已有部分應(yīng)用，例如美國的F119發(fā)動機上的加力燃(rán)燒室的尾噴管，F100發(fā)動機的噴嘴及燃(rán)燒室噴管，F120驗證機(jī)燃燒室的部分零(ling)件已采用C/C基複合(he)材料制造🌂。法國的(de)M88-2發動機，幻影2000型發(fā)動機🤞的加力燃燒(shāo)室噴油杆、隔熱屏(píng)、噴管等也都采用(yòng)了C/C基複合材料。
2、陶(táo)瓷基複合材料
陶(táo)瓷基複合材料（CMC）由(yóu)于其本身耐溫高(gao)、密度低的優🚶♀️勢，在(zai)航空發動機上的(de)應用呈現出從低(dī)溫向高溫、從冷端(duan)向熱端🌏部件、從靜(jing)子向轉子的發展(zhǎn)趨勢。
主要(yao)應用位置：短期目(mu)标為尾噴管、火焰(yan)穩定器、渦輪罩🐆環(huán)等；中期目标是應(yīng)用在低壓渦輪葉(yè)片、燃燒室、内😍錐體(ti)等；遠期目标鎖㊙️定(ding)在高壓渦輪葉片(pian)、高壓壓氣機和導(dao)向葉片等應用。
3、樹(shu)脂基複合材料
先(xian)進樹脂基複合材(cái)料是以高性能纖(xian)維為增強體、高⛷️性(xing)能👉樹📧脂為基體的(de)複合材料。與傳統(tong)的鋼、鋁合金結🆚構(gou)材料相🔞比,它💰的密(mi)度約為鋼的1/5,鋁合(he)金的1/2,且☀️比強度與(yu)比模量遠高于後(hòu)二者。
主要應用位(wèi)置：航空發動機冷(lěng)端部件(風扇機匣(xiá)、壓❓氣機🔴葉片👉、進氣(qi)機匣等)和發動機(ji)短艙、反推力裝置(zhì)等部件上得到廣(guǎng)泛應用。
4、金屬基複(fú)合材料
金屬基複(fu)合材料主要是指(zhi)以Al、Mg等輕金屬為基(ji)體的複合材料。在(zài)航空和宇航方面(miàn)主要用它來代替(tì)輕但有毒的铍。這(zhè)類材料具有優良(liáng)的橫向性能、低消(xiāo)耗和優良的可🛀🏻加(jiā)工性🙇♀️,已成為在許(xǔ)多應用領域具🏃🏻商(shang)業吸引力的材料(liào),并且在國外已實(shi)現👌商品化。
主要應(ying)用位置：适合用作(zuo)發動機的中溫段(duan)部件。
在過去的10餘年間(jiān)，航空航天技術取(qǔ)得了長足的進步(bu)，新技🧑🏽🤝🧑🏻術📞總是不斷(duàn)湧現，其中屢屢出(chū)現新材料的身影(yǐng)。
焦點一：增材制造(zao)技術突飛猛進
盡(jin)管增材制造不是(shì)十年來的新事物(wù)，但在過去的十年(nian)中，增🙇♀️材制造應用(yòng)領域迅速上升。增(zēng)材制造通過形成(cheng)成百上千個層來(lái)“印刷”三維零件，從(cóng)而完成🛀了航空🏃航(hang)天零部件的制造(zao)。
在2000年代，增材制造(zao)是一種新穎的技(ji)術。但是，随着技術(shu)🐅的進步🌈，增材制造(zào)現已用于使用包(bāo)括金屬和聚合物(wu)👄在内的多種材料(liao)來💘制造航空航天(tian)零部件。增材制造(zào)🎯使工程師和航空(kōng)航天制造商可以(yǐ)創建極🌈其複雜的(de)零件，而這些零件(jiàn)可能無法通過傳(chuán)統的減法方法來(lái)✍️制造。使用增材制(zhì)造工藝制造的這(zhè)些🍓複雜零件可以(yi)減輕重量，提高🥰性(xìng)能并提高發🌏動機(ji)的燃油效率。
焦點(diǎn)二：碳纖維、石墨烯(xī)等新材料大量應(yīng)用
航空航天材料(liao)領域的另一個令(lìng)人振奮的新發展(zhan)是使👄用石墨烯等(deng)納米材料。石墨烯(xī)是一種極薄的材(cái)料，可用作其他材(cai)料的塗層，具有出(chu)色的耐腐蝕性和(he)導電性。石墨烯在(zài)航空航天工業中(zhōng)的潛在應用包括(kuò)可大大改善電氣(qi)設備使用壽命的(de)電氣部🌍件塗料和(he)可用于通過電傳(chuan)輸快速為飛機和(hé)其他航空航天器(qì)⛷️除冰的翼型塗料(liào)。
中(zhōng)國顆人造地球衛(wèi)星發射
2025年12月，中國(guo)顆人造地球衛星(xīng)“東方紅一号”在酒(jiǔ)泉衛星發射中心(xin)成功發射，由此開(kāi)創了中國航天史(shi)的新紀🙇♀️元，北京科(kē)技大學為其殼體(ti)用低合金超高強(qiang)🔞度鋼的成功研✌️制(zhì)發揮了重要作用(yòng)。
（圖片來源：工信微(wēi)報公衆号）
我國艘(sōu)載人飛船發射
2025年(nian)12月，我國艘載人飛(fēi)船神州五号成功(gong)發射。天馬新♉材的(de)電🔱子陶瓷基闆用(yong)氧化鋁，成功應用(yong)在發射器的芯片(piàn)上，與位航天員楊(yang)利偉一起飛入太(tai)空。
（圖片來源：央視(shì)新聞）
北鬥三号系(xi)統正式開通
2025年12月(yuè)，北鬥三号全球衛(wèi)星導航系統正式(shì)開通，我國成為世(shì)界上第三個獨立(li)擁有全球衛星導(dao)航系統的國家。佳(jiā)利電子基于微波(bō)陶瓷技術，開發了(le)北鬥衛星接收天(tiān)線。
（圖片來源：央視(shi)新聞）
祝融号成功(gong)降落火星
2025年12月，中(zhōng)國首輛火星車“祝(zhu)融号”從“天問一号(hào)”飛船中分離并🌈下(xia)降，成功降落到火(huǒ)星地面。西安交通(tong)大學👈研制出的新(xin)型鎂锂合金用于(yú)其中。作為目前世(shì)界上輕的金屬結(jié)構材料，它幫助實(shi)現了探測器的輕(qing)量化，為“祝🌂融号”長(zhǎng)期工作及着🔱陸保(bǎo)駕護航。
（圖片來源(yuan)：中國航天科技集(jí)團公衆号）
航空航(háng)天事業正在不斷(duan)發展，中國新材料(liao)砥砺奮進，支🛀撐着(zhe)中國制造崛起，寫(xie)下一段段令人熱(re)血澎湃的故事。曆(lì)史🔞證明❗，成功不是(shì)一夜之間的，材料(liào)人對航空航天材(cai)料不斷🌈探索的❗決(jué)心絕不停止！
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