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SiGe合金综述：最新的研究进展及热电性能优化策略

SiGe合金综述：最新的研究进展及热电性能优化策略

摘要：硅锗（SiGe）合金作为代表性中高温热电材料，在太空探测航天器的辅助电源上，已经获得了较为广泛的应用。SiGe合金具备结构稳定、元素丰富、无毒、耐高温、易于工业集成等显著优势，但较低的热电性能限制了SiGe合金的实际应用与推广。基于此，本文综述了SiGe基热电材料在电、热两方面的协同优化策略，以及相关最新研究进展。在电学方面，揭示了调制掺杂、能量过滤机制等优化策略对提高SiGe合金的功率因子的重要性；在热学方面，详细回顾了降低SiGe合金晶格热导率的诸多策略，包括纳米结构化、SiGe-金属硅化物/硅化物复合以及SiGe-氧化物复合策略，并比较了不同优化策略对晶格热导率的降低效果。通过电热输运参数的协同优化，p型和n型SiGe基热电材料的zT值分别达到了1.81（1100K）和1.7（1173K），为当前文献报道的最高值。本文对于SiGe块体材料的热电性能的进一步优化提供了一定的参考。
航空 2025年04月07日
极端环境下航空航天复合材料设计进展及应用现状

极端环境下航空航天复合材料设计进展及应用现状

摘要：综述了极端环境下航空航天复合材料的设计进展及应用现状。首先分析了国内外复合材料的研究现状，阐述了复合材料在军民用飞机、运载火箭等装备中的典型应用场景。在此基础上，重点探讨了温度载荷、机械冲击和化学腐蚀等极端环境因素对复合材料性能的影响机理，揭示了多场耦合作用下材料的损伤演化规律。在设计方法层面，深入阐述了组分设计、结构设计和铺层设计3 个关键环节的研究进展，特别强调了多尺度模拟方法和智能优化算法在提升材料设计方面的重要作用。最后基于当前技术瓶颈与未来需求，对航空航天复合材料的发展趋势进行了展望。
航空 2026年09月15日
航空航天复杂曲面构件精密成形技术的研究进展

航空航天复杂曲面构件精密成形技术的研究进展

摘要：对于当前航空航天飞行器中广泛存在的金属复杂曲面构件的高性能发展需求，提出研发针对叶片类零件、大口径薄壁弯管以及复杂钣金构件的楔横轧短流程制坯、颗粒填料辅助推弯成形以及高能率冲击液压成形等精密成形技术，分别从工艺原理、设备、模具及典型零部件应用等方面对上述技术的研究进展进行阐述和介绍。
航空 2024年10月14日
吸波材料/结构及吸波-承载功能一体化结构研究进展

吸波材料/结构及吸波-承载功能一体化结构研究进展

摘要：随着现代科学技术的迅速发展，电子信息设备的普及极大改善了人们的生活质量，但随之也带来了电磁干扰与电磁辐射等安全问题，尤其是对于国防军工领域，雷达测试技术的改进升级使武器装备的生存力面对巨大威胁。因此迫切需要开发高性能的电磁吸波材料来抑制电磁干扰与辐射，防止信息泄露。本文以吸波材料与吸波结构应用为切入点，对各种吸波材料的电磁波损耗机制进行了系统地整理，同时探讨了吸波结构的主要应用手段，并以此为基础阐述了吸波材料与吸波结构的研究现状与发展趋势，进一步分析了目前研究发展中吸波材料与吸波结构具备的优势与不足，最后提炼出了吸波领域未来需要解决的关键科学问题，针对现今吸波材料与结构功能一体化研究的不足，提出了关于未来研究方向的关键性建议。在此所讨论的方法与提出的策略有望对未来吸波-承载结构创新型设计提供一定的指导。
航空 2024年12月27日
基于拓扑优化的无人机机翼增材制造接头结构轻量化设计

基于拓扑优化的无人机机翼增材制造接头结构轻量化设计

摘要： 为实现大尺寸无人机机翼接头结构在轻量化、高强度与增材制造可行性之间的多目标协同优化，创新性地提出一种融合自支撑工艺约束的拓扑优化与静力学迭代协同设计方法. 基于选区激光熔化(SLM) 技术特性，采用变密度法(SIMP) 对Al-Mg-Sc-Zr 高强铝合金接头壁板进行拓扑优化，首次引入悬挑角θ≥45°的工艺约束，以应力不超过180 MPa 为强度目标、重量减少60% 为轻量化约束，实现了结构性能与制造可行性的同步优化. 通过有限元分析验证，优化后接头重量降低13.78%，最大等效应力由183.251 MPa 降至175.451 MPa(降幅4.4%)，应力分布更趋合理；最大变形量0.079 mm，仍满足0.1 mm 的变形极限. 结果表明，通过结构—工艺协同设计，实现了轻量化与承载性能的同步提升，为无人机承力构件"设计—制造一体化"提供了创新方法与实践依据.创新点： (1) 提出融合自支撑约束的拓扑优化方法，实现结构与工艺协同设计.建立性能与工艺适配策略，通过拓扑优化实现轻量化与应力优化.
航空 2026年09月07日
镍基高温合金增材制造技术及其在航天领域应用进展

镍基高温合金增材制造技术及其在航天领域应用进展

摘要：镍基高温合金在高温环境下具有抗氧化性能好、力学性能优的特点，在火箭发动机、超燃冲压发动机等领域有着广泛的应用。增材制造技术以其“近净成形”的优势，可实现传统加工方式难以实现的含流道、薄壁等复杂结构件的成形，进一步推动了镍基高温合金在航天领域的应用。本文以增材制造技术研究最透彻的GH4169/IN718为例，概括了增材制造镍基高温合金的力学性能、微观组织特征，总结了增材制造高温合金在航天领域的应用进展。
航空 2024年12月09日
航空结构用新型高性能损伤容限钛合金材料技术研究与发展

航空结构用新型高性能损伤容限钛合金材料技术研究与发展

摘要：航空装备用高性能损伤容限型钛合金的材料技术创新，是支撑我国航空工业实现装备结构设计自主化、关键技术国产化及产业跨越升级的核心战略支撑。本文系统综述了国内外航空结构用损伤容限型钛合金的研究现状与技术进展，重点阐述了北京航空材料研究院在我国飞机结构用新型高性能损伤容限型钛合金的研制突破与工程化应用成果。研究提出，以“需求牵引、体系化发展、跨代研制”为核心原则，是推动我国新一代航空高性能钛合金材料技术迭代的根本路径。为此，通过突破合金成分精准设计、高纯洁净熔炼、大规格棒材均匀化成形、整体化锻件一体化加工及多尺度综合强韧化等关键技术，已初步构建具有自主知识产权的中国飞机结构钛合金主干材料体系，涵盖中强高韧、高强高韧及超高强韧三大类损伤容限型钛合金系列。同时，为满足航空装备轻量化与低成本化的双重需求，成功研发出新型中高强韧低成本损伤容限型钛合金材料及应用技术，实现了该材料三种典型显微组织的强韧性协同优化与性能最佳匹配，为航空装备结构轻量化设计与工程化应用提供了新途径。未来研究需进一步深度耦合人工智能辅助材料设计、增材制造等前沿技术，强化基础理论研究与工程化验证力度，为我国高性能损伤容限型钛合金材料的性能进一步提升与工程化广泛应用奠定坚实的理论根基与技术支撑。
航空 2026年08月21日
基于机器人的自动化检测技术在航空制造中的应用进展

基于机器人的自动化检测技术在航空制造中的应用进展

摘要:随着航空工业的发展，各类航空器的性能日益提升，对质量检测的要求也不断提高。相较于传统人工方法，基于机器人的自动化检测技术具有更高的操作精度和效率，在航空制造与检修过程中已经得到广泛应用。本文重点关注了近10 年基于机器人的自动化检测技术在零件加工、成品质量检测及飞机整机维护检修等各个环节中的应用情况。对比了六轴工业机器人、移动机器人和无人机等不同种类机器人与超声、光学和其他类型检测技术的应用效果。最终总结得出，基于机器人的自动化检测技术的研究对提高航空制造与检修过程中的质量控制具有重要的实际意义，但仍面临小型化、智能化、实用化的挑战。
航空 2024年12月03日
变形高温合金及其制备工艺研究进展

变形高温合金及其制备工艺研究进展

摘要：本文综述了近十余年本课题组在变形高温合金及其制备工艺方面开展的研究工作。一方面为航空航天用变形高温合金，包括用于750 ℃ 以上的高强度难变形高温合金、兼具结构与功能特性的新一代低膨胀高温合金、高温高强紧固件用变形高温合金等，阐述这些新材料的组织特征与典型性能；另一方面为核反应堆用变形高温合金，介绍耐腐蚀抗辐照的高温核结构材料的研制进展与组织性能特点。同时，介绍变形高温合金细晶均质棒材热挤压开坯工艺、空心薄壁长轴类锻件热挤压成形工艺等先进技术的研究进展。最后，对我国变形高温合金材料研发、工艺技术发展及产业前景进行展望：（1）构建自主正向研发体系；（2）突破全流程稳定化制备技术；（3）拓展跨领域应用；（4）深化返回料规模化再生利用。
航空 2026年08月12日
增材制造用适航级钛合金粉末在民用航空领域中的研究与应用进展

增材制造用适航级钛合金粉末在民用航空领域中的研究与应用进展

摘要：增材制造技术在零件构型快速试制迭代、复杂零件一体化成形和结构减重等方面具有极大的应用优势，随着民用航空领域的发展，对激光增材制造提出了更多的需求。金属粉末作为增材制造的基础，对激光增材制造的质量的影响很关键。综述以民用航空用钛合金粉末为对象，梳理了增材制造金属粉末的制备工艺及其性能评价，对照适航级品质的要求，阐述了增材制造钛合金粉末在民用航空中研究和应用进展，并分析了制约增材制造金属粉末在民机进一步批产应用的瓶颈和挑战。
航空 2024年11月25日