摘要: 锆具有抗辐照、耐腐蚀、热膨胀系数小和密度低等优异性能。然而,纯锆的强度较低,限制了其在航空航天领域的广泛应用。本文从成分设计优化、组织性能之间的关系和强化机制等方面综述了团队近十几年在高强韧锆合金方面的研究进展,并阐述了所开发的新型高强韧锆合金在航空航天领域的应用。

摘要: 铝锂合金是航空航天领域的关键结构材料,微合金化和形变热处理可实现第二相细小且均匀析出,是制备高强高韧铝锂合金最有潜力的工艺方案。本文介绍了高强变形铝锂合金、铸造铝锂合金、超塑性铝锂合金等航空航天铝锂合金3 个主要研究方向涉及的形变热处理、微合金化、再结晶退火等方面的研究进展,为新一代航空航天铝锂合金开发和应用提供参考。最后提出了我国在航空航天铝锂合金相关研制方面的不足以及未来的重点开发方向。

摘要: 细晶制造一般指通过各种制造技术与工艺将构件中粗大的宏微结构进行细化，促进细晶组织、化学成分、物理性质和加工性能的空间分布均匀性，减小构件局部形性协同离散超差，提升金属构件整体服役性能。典型粗大组织包括柱状晶、树枝晶、金属间化合物和网状共晶等。细晶制造具有重要科学和工程意义，广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车行业、海洋船舶和基础建设等领域，其关键技术是实现金属细晶结构调控工程化。细晶结构调控工程化的主要方法有细晶凝固和固态变形，前者为重点论述内容。在细晶结构调控工程化的机理/理论或高效细化剂方面，研究工作取得了诸多进展。通过Al 和Mg 金属及合金的铸造实验，众多学者发现凝固细晶调控主要取决于形核颗粒和偏析元素。事实上，细晶凝固研究已涵盖到了Al、Mg、Fe、Ti、Cu、Sn、Zn 和中/高熵合金等金属构件，细晶结构尺寸可调控范围包括: 非晶—纳米晶—亚微米晶—微米晶—亚毫米晶—毫米晶—厘米晶—大单晶。但是，适用于所有金属细晶凝固的共性科学机理/理论尚未完全形成共识。并且，基于现有理论所开发的新型晶粒细化剂效率并不一定都高，这表明当前理论可能忽略了其它未发现的调控因素。基于70 多年来细晶凝固领域科学发展，总结了金属凝固细晶调控的共性科学基础与工程实践研究，阐明了当前主流的铸造金属细晶调控理论的异同，揭示了细晶铸造所需细化剂的本征物化条件，简述了固态形变细晶与缺陷工程化，最后探索了细晶制造在航空航天环形构件研发中的工程化应用。

摘要: 精锻机广泛应用于国防、航空航天领域特殊原材料的加工, 已经成为“大国重器”。介绍了精锻机主机锻造箱的最新研究成果。基于锤头运动方式的不同对主机锻造箱进行区分, 并总结了其外部箱体和内部锤头的设计及优化过程。同时, 对有关操作机夹头结构的研究进行了梳理。结合精锻机工作原理, 分类论述了锻造过程中锤头同步运动、夹头旋转和操作机轴向进给的控制难点及解决方法。概述了精锻机整体控制系统的研究现状, 并在此基础上提出了专用数控系统的设计。探究了精锻机工艺参数对锻件质量的影响, 提出了采用仿真优化与实时监测相结合的方法来提高锻造效率和精度。最后, 总结了精锻机设备的全面国产化研发思路, 展望了精锻机的发展方向。

摘要：对适航标准、通用规范的分析显示，目前国内外针对镁合金在飞机发动机上的使用要求仅发布了“应尽量少使用镁合金”等指导性的原则，而没有明确地规定镁合金应符合的具体限定条件，特别是海洋环境中必须采用的防护体系。针对飞机发动机用镁合金材料和防护工艺基础腐蚀性能数据不足，无法有效支撑材料、工艺选用和海洋环境适应性评价的现状，建议结合服役过程中镁合金结构遭遇的最严酷腐蚀环境，建立实验室加速实验当量环境谱，开展镁合金典型防护工艺的实验室加速实验及自然环境试验，确定腐蚀防护性能。重点建立防护体系破损镁合金试样腐蚀累积量随时间的变化规律，并与海洋环境服役飞机发动机用铝合金的试验结果进行对比，提出镁合金试验考核评价准则。开展镁合金及异种材料连接结构的实验室加速实验，验证典型结构的环境适应性。

摘要：概述了飞机起落架用超高强钢的发展历程，简要介绍了超高强钢应力腐蚀开裂机理和模型，总结了各种应力腐蚀开裂研究手段和氢表征方法及其特点，重点论述了合金成分、微观组织结构、应力和环境等因素对超高强钢应力腐蚀开裂的影响。最后，对该领域今后的研究重点提出了建议。

摘要：增材制造（AM）技术作为近30多年来发展起来的新型数字化制造技术，具有快速制造复杂结构产品、高效利用原材料、可高度优化产品结构及适应个性化小批量生产等优点，非常契合航天装备日益整体化、复杂化、轻量化、结构功能一体化制造需求，为传统航天制造业的转型升级提供了巨大契机。近年来，以金属粉末为原材料、以激光为热源的激光增材制造（LAM）技术已成为AM技术领域最为热门的研究方向之一，其在航天领域的应用范围已从零部件级逐渐发展至整机级，且正在迈向工业化和智能化。本文针对航天领域广泛应用的3类典型轻质高强金属材料（铝合金、钛合金及镍基高温合金）、3类典型结构（大型整体结构、异种金属结构、发动机整机结构），介绍了近年来国内外LAM技术的发展及在航天领域的应用进展，分析了当前存在的问题和不足，并对未来LAM技术潜在研究发展方向进行了展望。

摘要：热障涂层（TBCs）和环境障涂层（EBCs）是航空发动机的关键技术之一。 TBCs可以大幅提高发动机高温合金热端部件的工作温度， EBCs可以有效保护发动机陶瓷基复合材料高温部件。高熵陶瓷（HECs）一般指的是多种组分（5种或以上）以等原子比或接近等原子比形成的固溶体， 其性能具有“鸡尾酒”效应， 展现出常规陶瓷材料不具备的优异性能。 HECs概念被提出以来已经在很多领域被广泛研究，成为陶瓷材料研究领域的热点。在TBCs与EBCs领域，研究者们对HECs也开展了大量的研究工作，取得了很多研究成果。对国内外已经报道可以用于TBCs和EBCs的新型HECs材料进行了分类总结，介绍了它们的制备方法、 晶体结构、热导率、热膨胀系数、力学性能 环境沉积物（CMAS）腐蚀行为以及HECs涂层的制备与性能，并对HECs在TBCs与EBCs中的发展前景进行了展望。

摘要：天问一号是我国第一个行星探测器，其核心祝融号火星车承担着星面巡视和探测重任，已圆满完成预定90个火星日的探测并进入拓展任务。火星车上使用了多种SiC颗粒增强铝基复合材料，分别满足承载结构、运动机构、探测器结构的轻量化、耐磨损、耐冲击、尺寸稳定等苛刻服役要求，用量刷新了我国航天器铝基复合材料占比记录。本文介绍了针对火星车需求的4种铝基复合材料的研发历程，尤其是性能仿真、材料成分设计与制备加工等。在此基础上，针对未来飞行器等先进装备更苛刻服役工况对材料性能的更高要求，对低成本、高效制备和快速响应的需求，介绍了基于材料基因工程思想与大科学装置的研发新模式，展望了铝基复合材料未来的发展方向。

摘要：空间太阳能电站( Space solar power station，SSPS)作为可再生空间能源系统，需要基于大型展开结构与控制技术、高效太阳能转化技术、超大功率电力传输与管理技术、远距离无线能量传输技术、在轨组装与维护技术等多种关键技术协同应用进行构建。材料技术作为上述各类关键技术中最基础的技术支撑，也将面临更大的挑战。本文通过分析空间太阳能电站建设难点，阐释了大尺寸桁架、柔性太阳能电池、超大功率导电旋转关节、在轨原位制造等关键技术对轻量化、柔性化、智能化新材料的发展需求。