第一性原理在热障涂层研究中的应用

摘要：热障涂层（thermal barrier coating, TBC）是降低航空发动机、燃气轮机热端部件表面温度的关键技术。随着发动机服役温度升高，TBC工作环境更加恶劣，传统的Y2O3部分稳定ZrO2（yttria partially stabilized zirconia, YSZ）TBC 面临着相变、高温烧结、环境沉积物（CMAS）腐蚀等严重问题，服役寿命大幅下降，严重威胁发动机安全运行，急需开发新型TBC 材料。随着计算材料学和机器学习技术的发展，传统上依靠实验来寻找新型TBC 材料的方法逐渐被理论计算所取代。第一性原理作为一种有效分析方法，能够大幅度降低新材料的研发周期与成本，对新型TBC材料的开发起到极大推进作用。利用第一性原理计算可以预测TBC材料的热物理性能、力学性能以及TBC在复杂服役环境下的稳定性。本文总结了第一性原理在新型TBC材料开发、涂层CMAS腐蚀行为和机理研究方面的应用进展，并对第一性原理在TBC 研究领域的发展前景进行展望。

航空 2026年07月27日 1 点赞 0 评论 132 浏览

起落架用高速火焰喷涂WC涂层覆盖高强钢海水环境腐蚀与开裂行为

摘要：为探究水陆两栖飞机用起落架材料海洋环境适应性及其失效机制。通过在热轧300M 高强钢表面制备高速火焰喷涂WC 涂层，使用电化学测试、盐雾实验、拉伸实验、疲劳实验，并通过SEM，EDS，XRD 以及CLSM 表征，开展其在人工海水环境中的腐蚀行为研究。研究结果表明，在pH 值为8. 2 的人工海水环境中，WC 涂层发生明显的钝化，具有较好的耐蚀性，这与在碱性环境下涂层中的Co 发生钝化有关。长周期电化学阻抗结果表明，浸泡28 天后，涂层耐蚀性上升，这与表面黏结剂形成的氧化物有关。与300M 基材相比，喷涂后的材料抗拉强度略微升高，这与涂层内部的残余应力释放有关，其在人工海水中的开裂主要受阳极溶解过程控制。随着预腐蚀时间的增加，材料的疲劳寿命发生明显降低，在预腐蚀过程中，环境中的腐蚀性介质进入涂层内部，增加了缺陷的数量，使得涂层提前发生失效，导致材料断裂敏感性增加。WC 涂层有较好的耐蚀性，拉伸过程中残余应力的释放使材料的抗拉强度略微升，经过预腐蚀后涂层提前发生失效，使得材料疲劳寿命降低。

航空 2024年11月18日 1 点赞 0 评论 401 浏览

新一代航空用高Co-Ni钢的摩擦磨损行为

摘要：高Co-Ni齿轮钢广泛应用于航空航天、交通运输、工业设备和机械装备等领域的关键构件，其摩擦磨损行为的研究对于服役寿命的优化具有重要意义。通过正交实验确定淬火温度（Ａ因素）、摩擦时间（Ｂ因素）及载荷（Ｃ因素）三种因素对试件摩擦磨损性能的影响大小。结果表明，影响试样磨损体积的最大影响因素是淬火温度。原因是随着淬火温度的升高，试样内部均匀化增强，硬度降低，摩擦产生的剥落与开裂减少。同时由于塑性变形，亚表层内会发生应变硬化，残余奥氏体在塑性变形下转变为马氏体（相变诱发塑性效应），降低了材料的体积损失。

航空 2025年04月17日 0 点赞 0 评论 351 浏览

航空结构钎焊技术应用研究进展

摘要：钎焊技术是航空结构制造过程中不可或缺的关键连接技术之一，广泛应用于高温、高应力及复杂服役环境下的构件连接。本文系统综述航空结构钎焊关键技术的研究进展与应用现状，重点涵盖航空发动机涡轮叶片、飞机金属蜂窝封严结构及散热器等复杂构件的钎焊技术应用。同时，针对陶瓷基复合材料、TiAl系高温合金和Nb-Si 基难熔合金等新型航空结构材料，深入分析其在钎焊过程中的可焊性研究现状与面临的主要技术瓶颈。最后指出，通过引入数值模拟与机器学习技术，并结合多主元合金设计及微合金化调控策略，显著提升高性能专用钎料的成分筛选设计与工艺优化效率，加速构建覆盖全温域和全流程的技术标准体系，深化异种材料连接理论研究，为高端航空制造提供更加坚实的技术支撑。

航空 2026年09月29日 1 点赞 0 评论 1 浏览

生物质多环碳氢高密度航空燃料合成

摘要:高密度航空燃料是一类为提高航空航天飞行器的飞行性能而人工合成的液体碳氢化合物。与常规燃料相比，它具有高密度和高体积燃烧热值等优点，能有效提高飞行器的航程、航速、载荷等飞行性能。随着全球化石资源的日益减少和生态环境的持续恶化，以生物质为原料合成高密度航空燃料成为研究热点。本文综述了近年来由生物质平台分子及其衍生物合成多环碳氢高密度航空燃料的研究进展，主要介绍了高密度燃料合成中常见的构筑多环结构的C-C 键偶联方法，包括羟醛缩合反应、烷基化反应、羟醛缩合-氢化脱氧-分子内烷基化反应、Diels-Alder 反应、光照2+2 环加成反应、重排反应；讨论了催化剂对C-C 键偶联反应的影响因素；总结了大量的多环碳氢高密度航空燃料的性能，讨论了分子结构和组成对燃料性能的影响，取代基的适当引入、多组分燃料的形成是提高燃料综合性能的主要方法，以平台分子合成石油基型高密度燃料也是提高生物质高密度航空燃料综合性能的一种策略；最后，展望了生物质多环碳氢高密度航空燃料合成的新趋势。

航空 2024年10月23日 1 点赞 0 评论 501 浏览

激光选区熔化技术在航空航天领域的发展现状及典型应用

摘要：增材制造技术（AM）是一种基于离散-堆积原理，以计算机模型数据来加工组件的新型制造技术。激光选区熔化（SLM）作为增材制造领域的一项重要技术，以其一体化制造特点和在复杂结构零部件制造领域的显著优势，成为航空航天制造领域的重点发展技术和前沿方向。本文综述了SLM技术的材料体系和应用领域，主要对SLM技术的最新工艺研究和航空航天领域的典型应用进行细致分析。重点阐述SLM铁基合金、镍基合金、钛合金和铝合金等材料体系的研究进展及成果。SLM技术在各领域广泛应用的同时，也存在成形材料内部缺陷多、高性能材料的裂纹及变形、标准体系的欠缺和粉末材料兼容性低等诸多问题和不足之处，使其发展受到一定制约，需要在这些方面做更深入的工作。

航空 2024年07月11日 1 点赞 0 评论 469 浏览

大型复杂航天器在轨动力学关键技术与工程实践

摘要：随着航天重大工程的深入实施，大型复杂航天器呈现规模更大、性能更高、多载荷融合的发展趋势，涉及的在轨动力学问题更为复杂。在此背景下，本文面向大型复杂航天器动力学领域，系统梳理和总结了研究团队在“十三五”“十四五”时期的相应技术攻关与工程实践进展：以大尺寸可展开天线、激光通信终端、大型光学相机等典型载荷的工程应用需求为牵引，针对相关类型航天器的复杂结构在轨动力学行为预示、有效载荷受复杂在轨环境扰动时的稳定工作评估等问题，攻关了大口径环形天线柔性动力学非线性建模与降阶、大尺寸空间结构在轨展开动力学精确建模与高效仿真、多扰动源对高精高稳载荷的微振动评估、刚 ‒ 液 ‒ 柔耦合动力学建模与仿真、系统级热变形建模与仿真等关键技术；自主开发了大型复杂航天器动力学集成仿真软件。上述成果成功应用于大尺寸可展开天线类、高分辨率光学遥感类、星间激光通信类卫星的工程研制，顺利通过了地面试验和在轨飞行验证。进一步，把握当前大型复杂航天器工程研制、未来新型航天器研发等需求，展望了总体设计、动力学与控制、验证及预测等方面的技术研究方向。相关内容可为指导航天器设计与在轨使用、解决未来复杂航天巨系统中的动力学难题等提供参考。

航空 2026年05月11日 1 点赞 0 评论 206 浏览

NEPE推进剂的高压燃烧性能研究进展

摘要：调控高压燃烧性能、降低燃速压强指数是国内外研究NEPE推进剂的热点方向，但是国外关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究较少。本文简要综述了NEPE推进剂燃烧模型方面的研究进展，并且从黏合体系、氧化剂、硝胺炸药、铝粉、燃烧性能调节剂等五个方面总结了国内学者与本文作者团队关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究结果。在高压下，NEPE推进剂的燃速压强关系出现拐点，主要与氧化剂与硝胺炸药以及铝粉之间的反应有关。本文列举了几类广泛应用于NEPE推进剂中的燃烧性能调节剂，研究新型燃烧性能调节剂或者通过纳米化、复配、负载等手段增强燃烧性能调节剂的效果是调控NEPE推进剂高压燃烧性能的有效手段。

航空 2026年07月14日 1 点赞 0 评论 131 浏览

增材制造镍基高温合金在航空发动机与燃气轮机中的研究应用进展

摘要：镍基高温合金具有良好的高温性能，被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的制造。增材制造逐点快速熔凝、逐层累积堆叠的工艺特点，不仅可实现高性能复杂结构零件的快速制造，还可用于损伤零件的高效率、高质量修复。目前，增材制造技术已逐渐成为镍基高温合金零件制备及修复的重要技术途径之一。本文综述了增材制造镍基高温合金在显微组织与冶金缺陷研究方面的进展，总结现有文献中GH3536、GH3625 和GH4169 三种常用镍基高温合金的拉伸性能，介绍增材制造镍基高温合金零件在航空发动机及燃气轮机中的典型应用案例。最后，针对现有研究存在的问题及制约增材制造镍基高温合金零件应用的困难，提出从设计增材制造专用镍基高温合金成分、建立增材制造镍基高温合金专用热处理/热等静压工艺、开发单晶镍基高温合金增材制造技术、发展增材制造实时监测控制技术、创新增材制造零件内表面处理技术等方面，进一步促进增材制造镍基高温合金零件的工程应用。

航空 2024年07月09日 1 点赞 0 评论 742 浏览

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。

航空 2026年04月29日 1 点赞 0 评论 163 浏览