人工智能辅助空天新材料设计研究进展

摘要：极端的工作服役环境，是新一代航空航天材料面临的巨大挑战。传统的材料设计方法面临效率低、成本高、研发周期长等挑战，已严重制约航空航天材料的发展。空天新材料的研发亟需创新且高效精准的材料研发范式。人工智能（Artificial intelligence，AI）技术，尤其是机器学习和深度学习的迅猛进步，为航空航天材料研发提供了强有力的工具，可显著提升新材料设计效率和性能预测的准确性。本文系统综述了AI在航空航天材料领域的研究进展，首先介绍了AI 辅助的多尺度计算模拟与智能化试验，接着系统性地介绍了代理模型加速的材料优化设计方法和以大模型为核心的新型材料设计流程，并详细探讨了AI技术在合金材料、复合材料及超材料研发中的具体应用案例。最后，总结了AI辅助航空航天材料设计的优势与挑战，并对未来研究方向进行展望。

航空 2026年03月09日 1 点赞 0 评论 35 浏览

航空发动机涡轮叶片热障涂层研究现状

摘要：热障涂层是一种可以有效保障航空发动机涡轮叶片正常工作，同时显著提高其工作效率和服役时间的表面防护技术。热障涂层的性能在很大程度上影响叶片的承温和抗腐蚀能力，进而间接影响航空发动机的服役性能。涂层性能主要受其结构和材料2 个方面的影响。介绍了涂层结构的优缺点和研究进展，当前常见的结构形式有双层结构、多层结构和梯度结构；介绍了粘结层材料的研究进展；对陶瓷层材料的研究进展进行了详述，如YSZ 的掺杂改性、A2B2O7 型化合物、钙钛矿结构材料以及近年来兴起的几种高熵陶瓷材料，其中高熵陶瓷材料包括：高熵稀土钽酸盐、铝酸盐、锆/铪酸盐、磷酸盐、硅酸盐以及高熵稀土氧化物，分别从热导率、热膨胀系数、断裂韧性、热循环寿命和抗腐蚀能力等方面对其进行介绍；概述了热障涂层常见的几种失效形式如：TGO 失效、、CMAS 腐蚀以及高温烧结，并且对其发生机理进行简要的介绍；展望了热障涂层未来的发展趋势和方向。

航空 2024年01月09日 0 点赞 0 评论 633 浏览

航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状

摘要：新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势，使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造（LAM）技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案，能够进一步赋予高温合金更高的价值，极大地推动航天装备的发展。首先介绍了航天领域常用的镍基高温合金种类，然后以研究最多的IN 718 和IN 625 合金为例，总结了镍基高温合金增材制造的研究现状：归纳了镍基高温合金增材制造工艺优化方法，表明增材制造综合加工图和实验设计方法是两种行之有效的方法；指出了增材制造镍基高温合金材料的微观组织特点，讨论了增材制造后续热处理对材料微观组织和力学性能的影响规律，表明增材制造技术极快速冷却的特点引起镍基高温合金材料内部存在普遍的局部微观偏析现象，导致常规热处理工艺不再是最优工艺；并通过5 个典型的增材制造镍基高温合金航天构件案例展示了增材制造技术的优势。在此基础上，针对镍基高温合金增材制造过程中存在的关键科学问题和技术难题，展望了增材制造镍基高温合金未来的研究方向。

航空 2024年04月12日 0 点赞 0 评论 316 浏览

航天器发动机耐高温复合材料支架设计与验证

摘要：针对第1代490Ｎ发动机复合材料支架和第２代490Ｎ发动机钛合金支架难以同时满足耐高温和轻量化双重要求的问题，设计一种应用耐高温双马树脂基复合材料的第２代490Ｎ发动机支架，并开展了分析验证和试验验证。验证结果表明：其能够承受各种复杂工况下的力、热载荷，相比第１代490Ｎ发动机复合材料支架，可将耐温能力由100℃提高至200℃，相比第２代490Ｎ发动机钛合金支架，可实现结构质量减小57.7%。耐高温复合材料支架已成功应用于多个航天器，可为航天器高质量发射和精确变轨提供可靠的技术保障。

航空 2026年03月03日 1 点赞 0 评论 36 浏览

镀铜石墨烯增强钛基复合材料的组织及性能研究

摘要：本实验通过超声搅拌加球磨的方式制备了镀铜石墨烯（ＧＮＰｓ）增强Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（ＴＣ４）钛基混合粉体，将粉体压制后采用微波烧结制备ＧＮＰｓ⁃Ｃｕ／Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ复合材料。通过Ｘ 射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、显微硬度、室温压缩和摩擦磨损等测试手段，研究了石墨烯含量对钛基复合材料微观组织及力学性能的影响。研究结果表明：各石墨烯含量的钛基复合材料均出现Ｔｉ２Ｃｕ、ＴｉＣ相，当石墨烯含量为０.５％时出现ＧＮＰｓ相，且含量越高ＧＮＰｓ 相的峰越高。随着石墨烯含量增加，钛基复合材料的相对密度、显微硬度、室温压缩强度和耐磨性先增加后降低，其中石墨烯含量为０. ８％时复合材料的性能最好。与未加入石墨烯的Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ 基体相比，石墨烯含量为０. ８％的ＧＮＰｓ⁃Ｃｕ／Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ复合材料的显微硬度和压缩强度分别提高８０.９％、６９.９％。ＧＮＰｓ／Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ和ＧＮＰｓ⁃Ｃｕ／Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ 复合材料的压缩强度分别比Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ 基体高３３.２％和６９.９％。微波烧结制备ＧＮＰｓ⁃Ｃｕ／Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ 复合材料的压缩强度分别比真空烧结和热压烧结高４１.６％、２２.９％。ＧＮＰｓ⁃Ｃｕ／Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ复合材料的磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损共存。

航空 2024年03月08日 1 点赞 0 评论 153 浏览

面向高马赫数固体超燃的液氨冷却特性

摘要： 拟使用液氨作为新型氮基燃料再生冷却剂，考虑超燃冲压发动机真实工作温度和压力参数，建立三维流动传热裂解模型， 分析液氨流动传热特性， 并与传统碳氢燃料进行对比。利用PR 状态方程和Chung 方法，描述液氨和正癸烷的物性参数；基于Lee 蒸发模型，计算冷却剂的相变；基于液氨与正癸烷的简化裂解机理，建立再生冷却通道中流体的流动传热裂解模型。数值研究了不同温度、压力下液氨的流动传热特性；对比分析相同条件下，液氨与碳氢燃料的热沉规律。结果表明液氨传热能力随压力上升而提升，压力由3 MPa 提升至17 MPa 时，平均表面传热系数增幅8.02%；相同质量流量下，以液氨作为冷却剂将大幅提升冷却能力，非裂解区最高壁温降幅度36.3%，裂解区为9.1%。

航空 2026年02月12日 0 点赞 0 评论 55 浏览

纤维多孔陶瓷的研究进展

摘要:纤维多孔陶瓷是利用黏结剂将随机分布的陶瓷纤维进行黏接,形成具有鸟巢形态的多孔材料,内部具有大量三维联通孔,其具有轻质、高气孔率、高比表面积、高效隔热的特性。纤维多孔陶瓷为飞行器提供良好热防护效果的同时,可明显减轻其质量,降低发射成本,是航天器大面积热防护系统极具潜力的候选材料。本文主要对近年来纤维多孔陶瓷材料有关纤维骨架、黏结剂、制备方法,以及其在性能优化等方面的研究工作进行了梳理、总结,展望纤维多孔陶瓷在多重热防护方式、集成化及工程化等方面的发展。

航空 2024年03月08日 0 点赞 0 评论 132 浏览

机载液氢燃料储供系统发展现状与展望

摘要：氢动力飞机具有高质量能量密度和近零排放的优势，成为航空业绿色转型中的重要方向。液氢燃料储供系统作为氢动力飞机的核心系统之一，其关键核心技术突破直接影响到飞机的经济性和实用性。系统综述了氢动力飞机的发展现状，重点探讨了液氢储罐、液氢增压泵、换热器等机载液氢燃料储供系统关键部件的设计与集成挑战，并凝练出机载液氢燃料储供系统发展的6 项关键核心技术，包括布局优化技术、系统轻量化技术、液氢储罐高质量储氢比与高效存储技术、供氢动态匹配控制技术、液氢冷能综合调控技术以及安全与风险控制技术。分析结果表明：机载液氢燃料储供系统布局优化是基础，依据不同飞机类型给出适用布局；液氢燃料储供系统的轻量化有助于提升飞机的航程和有效载荷，特别是液氢储罐高质量储氢比与高效存储尤其重要；供氢动态匹配控制和液氢冷能综合调控技术适用于飞机动态工作阶段；通过结合国际标准并采用多重安全设计以降低泄漏与火灾风险，保障氢动力飞机运行安全。以上机载液氢燃料储供系统的关键部件研制、关键核心技术突破与相关标准建立，不仅有效推动氢动力飞机的商业化进程，而且为低空经济及航空业碳中和目标提供了重要支撑。

航空 2026年02月04日 1 点赞 0 评论 77 浏览

航空复合材料连接成形技术研究进展

摘要：纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、结构性能优异以及可设计性强等优势，能够实现构件轻量化和结构-功能设计一体化，在航空航天、交通运输、能源动力以及国防科技等领域具有重要的战略地位。随着纤维增强复合材料在航空航天等领域的大量应用，复合材料之间及其与轻质合金间的高性能-高效率连接成形技术成为航空结构强度和稳定性的重要保障之一。综述纤维增强复合材料连接成形技术的最新研究进展，着重讨论复合材料间及其与轻质合金间的机械连接、胶粘剂连接以及焊接工艺。较全面地论述和分析各类复合材料连接成形的技术特征，对比总结各类连接成形技术的优缺点以及连接结构性能的提升能力，提出各类复合材料连接成形技术的未来发展和研究趋势。

航空 2024年03月05日 0 点赞 0 评论 209 浏览

等离子喷涂树脂基体抗氧化材料及涂层的研究

摘要：随着航空发动机的日益发展，燃烧室火焰温度的不断提高，广泛应用于航空发动机冷端部件的树脂基复合材料面临着更加严苛的氧化烧蚀环境，而在树脂基复合材料表面制备抗氧化烧蚀涂层则是一种有效可行的应对策略。在各类涂层方案及体系中，兼具隔热、抗氧化、应力缓冲等特点的多层结构体系受到广泛关注，该研究提出Al/NiCoCrAl/YSZ三层结构涂层，并使用酚醛树脂和SiO2对YSZ 进行改性，利用喷雾造粒的方法对改性后的复合粉体进行制备，使用大气等离子喷涂方法在碳纤维增强的聚酰亚胺基复合材料表面制备涂层样品。在热流密度为100J/(m2·s)的氧乙炔燃流条件下，酚醛树脂含量为6wt.%改性的涂层的防护效果最佳，试样的线烧蚀率为4.42×10−4mm/s，质量烧蚀率为9×10−6g/s。

航空 2026年01月29日 1 点赞 0 评论 74 浏览