先进航空发动机核心关键技术
摘要：航空发动机是实现先进战机作战能力全面提升的核心关键，先进战机对航空发动机高性能、高可靠性、长寿命、良好维护性等方面的要求不断提高，给航空发动机技术和产品发展带来了重大挑战。针对先进战机对航空发动机在综合控温、转子结构系统稳健性、全权限数字控制、飞发综合热管理、健康管理、推力矢量、高隐身等7 个方面的核心技术需求，研究分析了实现需求的技术途径和主要关键技术，可为先进航空发动机发展提供技术支撑。
折纸超材料及其在航空航天领域的应用与展望
摘要：随着航空航天技术的快速发展，未来航天器对结构、性能和功能的要求愈加严苛，轻量化、高强度、具备多功能和多模态变形能力的材料设计成为关键需求。折纸超材料因其独特的几何设计和力学特性，具有可重构、多稳态和能量吸收的特性，已成为航空航天领域的研究热点。这类材料通过精密折叠结构，结合现代数学建模与材料科学，具备可调控变形、轻量化、易展开与回缩等优势。在航天领域，折纸超材料不仅可应用于可展开结构（如天线、太阳能帆板等），还在减震、吸能、防护等方面展现出潜力。折纸超材料的可编程几何特性赋予航天器自适应变形能力，能应对太空环境中的外部压力和温度变化，提升结构可靠性与寿命，并有效降低发射成本。综述了折纸超材料的特性、设计方法、制造技术及应用，探讨其在航空航天中的发展趋势与未来研究方向。
航空航天先进制造理论与技术研究现状及趋势
摘要：先进制造理论与技术是科技进步和社会发展的基石，也是支撑航空航天工业及国防建设的基础，同时也是促进高端装备革新的关键。但是，随着新材料新结构的发展，传统制造技术难以满足航空航天领域关键零部件加工要求。因此，先进制造理论与技术成为航空航天领域的重要研究方向，获得了快速发展。首先介绍了航空航天先进制造理论与技术的内涵和特点，总结了高速/超高速加工、精密成形制造、微细与纳米加工、原子及近原子尺度加工、现代特种加工、快速原型制造以及绿色制造等航空航天领域典型先进制造理论与技术的基本原理、应用领域以及适用材料范围。其次，归纳了先进制造理论与技术的最新研究进展，包括高速高效加工技术、高性能复合加工技术、智能控制加工技术、大型化、微型化以及新兴材料技术。再次，深入探讨了当前先进制造理论与技术所面临的主要挑战和未来的发展趋势。随后，阐述了先进制造理论与技术的工程应用和设计制造一体化，并强调其在航空航天制造领域的重要地位。最后，分析了航空航天新一代先进制造理论与技术涉及的前沿领域，明确未来发展要点，指出重点发展方向。
航天典型金属材料离子渗氮技术研究进展
摘要：新一代航天器的发展对运动机构的承载能力、服役寿命及轻量化提出了更高要求，离子渗氮技术作为一种重要的表面强化手段，在空间机构高性能、长寿命、高可靠及轻量化制造中具有很高的应用价值。详细介绍了当前航天高强钢、钛合金与铝合金三类典型材料离子渗氮技术最新研究进展，结合未来工程应用需求提出了当前存在的差距及发展方向。
航空发动机高温涂层腐蚀失效研究进展
摘要:航空发动机中高温涂层部件在不同的工况下会发生差异化的腐蚀现象。简要介绍了YSZ热障涂层、MCrAlY涂层的主要失效模式,重点梳理了这两类涂层的典型腐蚀失效形式,包括酸性腐蚀、熔盐腐蚀、CMAS腐蚀等。酸性腐蚀是涂层在潮湿环境且一般含有氯、硫条件下发生的弱酸性腐蚀,腐蚀温度为常温。熔盐腐蚀主要针对航空发动机在海洋环境下YSZ热障涂层及MCrAlY涂层面临熔融态盐(如NaCl、Na2SO4)发生的腐蚀,腐蚀温度一般为500~1000℃。CMAS腐蚀主要是由沙漠、尘土环境下的复合氧化物引起陶瓷涂层失效,腐蚀温度一般高于1200℃。最后对YSZ热障涂层及MCrAlY 涂层的腐蚀失效机理及未来研究方向进行总结和展望。
新型超高温热障涂层材料研究进展
摘要：随着航空发动机的更新换代，对热障涂层（TBCs）的性能要求日益严苛。传统陶瓷材料8YSZ 在高温环境下暴露出诸多问题，如烧结、相变及热腐蚀等，亟需新型材料替代。本文系统梳理了热障涂层材料的发展历程，重点综述了多元稀土氧化物掺杂稳定氧化锆、稀土锆酸盐、高熵陶瓷、氧化铪基陶瓷及其他新型陶瓷材料的研究进展，深入讨论了这些材料的高温相稳定性、热导率、热膨胀系数等热物理性能和硬度、断裂韧性等力学性能，并对超高温热障涂层新型陶瓷材料进行了总结与展望。超高温热障涂层材料的研究方法较为传统，其核心稳定机制和性能增强机理研究较少，缺乏系统性的、基于第一性原理计算和机器学习的高通量新材料设计，缺乏“成分- 结构- 性能”的精准构效关系，如何平衡“低热导率”、“高韧性”、“良好抗烧结性”和“相稳定性”这四大关键性能指标，仍是巨大的挑战。
热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展
摘要：随着航空工业的不断发展，航空发动机性能逐渐提高，发动机涡轮前进口温度也不断提高，为改善涡轮叶片在高温下的服役性能，热障涂层（Thermal Barrier Coatings，TBCs）得到了广泛应用。然而，随着日益复杂的运行环境，TBCs表面的CMAS腐蚀问题日趋严峻，为解决这一问题，国内外学者从各个角度对CMAS腐蚀问题进行了大量研究，并提出了一系列的改进方法。基于目前国内外在TBCs的CMAS腐蚀问题上取得的研究进展，概述了CMAS问题的起源，介绍了CMAS的物相组成、结晶特征、黏度等特性，随后分析了CMAS作用于TBCs上的腐蚀机理，并从表面防护层制备、YSZ材料改性、新材料设计和仿生结构构筑四个方面介绍了当前CMAS腐蚀防护方法的最新研究进展。最后对超高温下TBCs抗CMAS腐蚀的研究方向进行了展望。
基于专利的热障涂层技术发展研究
摘要：热障涂层技术是高性能航空发动机不可或缺的关键技术之一，对于提高航空发动机性能和延长使用寿命具有重要作用。本文基于专利信息，对热障涂层技术发展趋势、技术构成、研究机构和重点专利技术进行了分析，并简要阐述了热障涂层技术未来发展方向，以期为进一步开展热障涂层技术研究提供参考与支撑。
热障涂层辐射传热特性的研究进展
摘要：随着航空发动机、燃气轮机向着高推重比、高热效率的方向发展，涡轮进口温度（TIT）不断提高，热障涂层（TBCs）作为涡轮发动机热端部件中至关重要的热防护材料面临着严峻的挑战。研究表明，当燃气温度大于1 200 ℃时，热障涂层材料中辐射传热占总体传热的比例迅速增加，高温下热障涂层辐射传热特性研究显得尤为重要。综述了热障涂层材料、涂层结构对其辐射传热特性的影响，总结了热障涂层的光谱反射率、透射率、吸收率等光学性质与涂层材料及微观组织之间的关系，展望了热障涂层陶瓷材料辐射传热特性的研究方向。
大气等离子喷涂热障涂层界面设计及寿命优化研究进展
摘要：热障涂层是广泛应用在航空发动机和燃气轮机热端部件表面的隔热功能涂层，能够显著提高发动机的工作效率和服役寿命。然而，在服役过程中，热障涂层通常会在界面或近界面区域发生横向裂纹的萌生、扩展及合并，最终导致涂层失效。因此，提升界面及近界面区域的稳定性是延长热障涂层寿命的关键。本文系统性地综述了当前应用于热障涂层界面/表面的处理技术，涵盖喷砂、激光方法构筑界面三维结构以及激光表面重熔等方法。同时，深入分析了界面结构对氧化物生长、界面裂纹萌生与扩展，以及对热障涂层寿命的影响规律，并进行归纳和总结了相关研究成果。这些研究对热障涂层界面结构设计及寿命优化具有重要的指导意义。
