轻质高强度材料
(2023-09-12 04:18:29)
随着航空和航天事业的发展,人们对轻质高强度材料的研究重视程度极度增加。实际上中国古代就注意到这一问题,鲁班的竹鹊比墨子的木鸢有好的空间飞行性能,就因为竹材与木材相比具有强度大,韧性大,刚性好,易加工等优点。
现在人们研究的轻质高强度材料主要分为轻型高强度金属材料和轻型高强度非金属材料。轻型高强度金属材料包括锂合金,铍合金,镁合金,铝合金,钛合金等。
锂是最轻的金属,质软。锂和其它元素组成的合金,具有轻质,高强度,高耐腐蚀性等优点。铝锂合金密度2,3克/厘米3,比纯铝制品轻,且硬。应用于航空,航天等领域,可减少燃料消耗。
铍是最轻的金属之一,透X光能力最强,可用来制造X光管。铍铝合金质坚硬而轻,应用于飞机,火箭等制造业中。铍和青铜的合金弹性很强,用来制造弹簧。
镁合金,以镁为基加入其它元素组成的合金,其特点密度低1,8克/厘米3,强度高,弹性模量大,承受载荷比铝合金大。主要合金元素有铝,锌,锰等。主要用于航空,航天,运输等工业部门。
铝合金,密度2,63-2,85克/厘米3,比强度接近高合金钢。有良好的铸造性能和塑性加工性能,良好的导电,导热性能。良好的耐腐蚀性和可焊接性,铝合金在飞机,运输,船舶制造业中占重要地位。
钛合金,是新型结构材料。质坚韧而轻,强度高,耐热性高,有很强的耐腐蚀性。主要用于制造飞机发动机的压气机部件,其次用于制造火箭,和高速飞机的结构件。
轻型高强度非金属材料有玻璃钢,即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯,环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其他制品做增强材料的增强塑料,称为玻璃纤维增强塑料或称为玻璃钢。玻璃钢质轻而硬,不导电,性能稳定,机械强度高,耐腐蚀,相对密度1,5-2之间。可在航空,宇宙飞行器,高压容器中应用。近年又研究出碳纤维增强的碳基复合材料,有广阔的应用前途。
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