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高能量长续航无人机电池的开发及制备

高能量长续航无人机电池的开发及制备

摘要：以高镍三元单晶和多晶颗粒为正极材料，制备出了3种体系的正极极片。负极材料采用高首效和低膨胀的硅氧颗粒，并制备成负极极片。通过软包电池叠片和注液工艺，制备成单体电芯。采用3种不同的化成工艺对单体电池进行激活，经过高温加压和阶梯式充电电流方式化成的电池，循环500 周后容量保持率高达95.3%。最终制备的单体电池在常温2 C 放电条件下表现出优异的电化学性能，放电容量为23 Ah，能量密度达到269 Wh/kg。在常温1 C/2 C循环1000次后，电池容量保持率达到88.3%。单体电池在高温柜放置7天后，电池的容量保持率达到95.7%，容量恢复率为97.4%。该电池还具有优异的放电倍率性能，以1 C放电容量为基准值，10 C的放电容量比达到了83.3%。按照国家标准，电池还顺利通过了严格的加热和外短路安全要求测试。此外，通过选用一致性更高的6块单体电池以串联的方式进行组装，成功制备出了无人机电池组。该电池组尺寸为81 mm×183 mm×71 mm，重量为1902 g，2 C放电能量密度为240 Wh/kg，可满足不同倍率下放电，使之能够在多种复杂工作条件下为无人机提供可靠的动力支持。
航空 2024年10月25日
激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸性能

激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸性能

摘要：激光熔覆修复GH4169合金的拉伸性能具备各向异性，拉伸性能与受载方向和修复界面之间的夹角（界面角度）显著相关，研究修复后合金的拉伸各向异性可为GH4169合金构件的高性能修复奠定基础。基于数字图像相关（DIC）技术开展了不同界面角度下的修复后合金拉伸试验，结合光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）等手段进行了界面区域微观组织及断口形貌观测分析，对激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸力学性能开展了研究。结果表明修复后合金的拉伸性能与拉伸载荷方向、枝晶生长方向的夹角呈负相关；拉伸试样的断裂主要是由Laves/γ相界面在拉伸载荷下分离引发裂纹成核和扩展造成的。当枝晶取向与拉伸载荷的夹角较小时枝晶间较大尺寸的不规则Laves相破碎成小颗粒并随基体γ相一同移动，断裂后韧窝较深，抗拉强度和屈服强度较高；当夹角较大时枝晶间Laves/γ相界面剥离导致裂纹形核，而后快速扩展，断口呈大量阶梯状的枝晶沿晶断裂形貌，拉伸性能较差。研究阐明了不同界面角度对修复后合金拉伸性能的影响机理，可为激光熔覆修复GH4169高温合金构件拉伸性能的综合评估提供基础。
航空 2024年05月19日
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
碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用需求及挑战

碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用需求及挑战

摘要：随着航空发动机推重比的不断提高，急需发展轻质、高强韧、耐高温、长寿命、抗烧蚀、抗氧化的碳化硅陶瓷基复合材料（ＳｉＣ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＣＭＣ－ＳｉＣ），以满足航空发动机愈加苛刻的服役要求。本文简要介绍了ＣＭＣ－ＳｉＣ复合材料的特点和制备方法，综述了ＣＭＣ－ＳｉＣ复合材料在国外先进航空发动机热端部件上的应用进展及国内的研究现状。从工程化角度，指出了国内在高性能纤维、构件设计及制备、环境障涂层、无损检测技术、考核验证方法、修复技术等方面存在的差距及需突破的关键技术，指出了今后国内的研究目标与发展方向。
航空 2024年01月09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
金属增材制造技术在航空领域的应用现状及前景展望

金属增材制造技术在航空领域的应用现状及前景展望

摘要：增材制造技术与传统铸造、锻造等方式相比，具有成形时间短、成形精度高、设计更自由等优势，是材料加工领域中最具有应用前景的技术之一，金属增材制造技术已在航空领域中得到广泛研究和应用。本文从技术原理、研究现状、航空应用等方面介绍了5种主要的金属增材制造技术，对比分析了国内外金属增材制造技术在航空领域中的研究和应用现状，阐述了增材制造技术对航空领域发展的重要性，并对金属增材制造的发展前景做出展望。
航空 2024年05月07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
航空发动机热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

航空发动机热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

摘要：热障涂层（TBCs）广泛应用于先进航空发动机热端部件，可以有效提高发动机的工作效率和服役温度。随着发动机涡轮前进口温度不断提高以及工业生产和人类活动愈加频繁，TBCs 面临严峻的CMAS 腐蚀问题。目前CMAS 腐蚀已经成为制约TBCs 应用和发展的关键因素，如何提高TBCs 的CMAS 防护能力是TBCs 领域的研究热点和难点。关键词：先进航空发动机；热障涂层；CMAS; 腐蚀防护
航空 2024年01月09日
氢能飞机研制进展及产业化前景分析

氢能飞机研制进展及产业化前景分析

摘要：在航空碳减排引发各国广泛关注、航空运输业低碳化发展渐成趋势的背景下，突出氢能“高效、清洁、可持续”，可作为未来航空器最佳能源载体的特征，拓展氢能飞机研制与应用，具有重大的价值和广阔的前景。本文结合航空领域“双碳”目标研判了氢能飞机的发展背景，系统梳理了国外氢能飞机的前沿规划、我国氢能飞机总体研究及飞行试验的最新进展；详细分析了氢能飞机研制与应用关键技术体系，涵盖氢能飞机总体设计、液态储氢罐、氢燃料电池、氢燃料涡轮发动机、氢燃料航空内燃机、氢能飞机安全与适航技术、氢燃料加注基础设施。着眼未来氢能飞机的产业化发展需求，针对通勤 / 短氢能飞机构建了相应的总拥有成本（TCO）模型，测算结果表明2045 年前后通勤 / 短程氢能飞机将与纯电动飞机、燃油飞机的TCO基本持平。进一步提出了采取多技术路线同步发展、坚持动力先行、科学有序地开展研发、推进适航标准体系建设等发展建议，以期为航空科技革新、航空运输业高质量发展等研究提供参考。
航空 2024年03月18日
航空航天先进结构材料技术现状及发展趋势

航空航天先进结构材料技术现状及发展趋势

摘要：先进材料技术是航空航天高新装备的发展先导，是支撑现代工业的关键基础技术，渗透到国防建设、国民经济和社会生活等方方面面，已成为世界各国争相发展的技术高地和国防重点。本文梳理分析航空航天先进结构材料近年来的技术现状及发展趋势，在高性能高分子材料及其复合材料、高温与特种金属结构材料、轻质高强金属及其复合材料、先进结构陶瓷及其复合材料四方面进行重点阐释，明确我国航空航天结构材料的研发与生产仍面临着跟踪研仿多、自主创新少、技术封锁严重、技术瓶颈亟待突破等困境。同时，本文对航空航天结构材料未来研究和发展提出展望，点明建立“产-学-研-用”完整技术体系的重要性。
航空 2024年07月08日