本书为“航空材料科学与工程丛书”之一。作者系统介绍了航空材料的基本理论、主要性能及工程应用要求,旨在为航空航天、材料科学与工程等领域的读者提供全面的知识框架。本书以航空器的性能需求为导向,阐述了航空材料的基础知识、主要性能以及航空应用的特殊要求,重点介绍了铝合金、钛合金、高温合金、复合材料、结构功能一体化材料、防护与密封材料等航空关键材料及其典型应用场景,并展望了航空可持续发展对材料创新的推动。
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总序
前言
第1章 绪论 1
1.1 航空材料的作用与地位 1
1.2 航空材料的发展和应用历程 2
1.3 航空关键材料 6
1.4 航空装备对航空材料的要求 10
1.4.1 飞机机翼 11
1.4.2 飞机机身 13
1.4.3 飞机尾翼 13
1.4.4 飞机起落架 14
1.4.5 航空发动机 15
1.5 航空材料发展趋势 15
参考文献 16
第2章 航空材料性能表征与评价技术 18
2.1 理化性能表征与评价技术 18
2.1.1 物理冶金检测技术 18
2.1.2 化学成分分析技术 25
2.2 材料力学性能测试与表征技术 30
2.2.1 短时力学性能测试技术 31
2.2.2 疲劳断裂性能测试技术 32
2.2.3 持久蠕变性能测试技术 33
2.2.4 模拟服役条件下力学性能测试技术 35
2.2.5 力学性能数据处理和表达 36
2.2.6 力学性能测试与表征技术的发展趋势 37
2.3 无损检测技术 38
2.3.1 超声检测技术 39
2.3.2 射线检测技术 40
2.3.3 涡流检测技术 42
2.3.4 渗透检测技术 44
2.3.5 磁粉检测技术 45
2.3.6 无损检测新技术 46
2.3.7 无损检测技术的发展趋势 47
2.4 腐蚀与环境适应性评价技术 49
2.4.1 腐蚀及环境试验技术 49
2.4.2 腐蚀性能评价体系和特征参量检测技术 50
2.4.3 腐蚀及环境适应性数据应用技术 51
2.4.4 腐蚀与环境适应性评价技术的发展趋势 52
2.5 材料应用评价技术 53
2.5.1 材料应用评价技术的发展历程 53
2.5.2 材料应用评价技术的内涵和发展现状 54
2.5.3 材料应用评价技术的发展趋势 55
2.6 失效分析与预防技术 56
2.6.1 常规失效分析技术 56
2.6.2 断口定量分析技术 57
2.6.3 故障案例信息数据库技术 59
2.6.4 安全评估技术 59
2.6.5 失效预防技术 62
参考文献 63
第3章 航空金属材料技术 66
3.1 概述 66
3.1.1 航空金属材料分类 66
3.1.2 航空金属材料技术 68
3.1.3 航空金属材料应用 71
3.2 航空钛合金材料技术 74
3.2.1 引言 74
3.2.2 高温钛合金技术 75
3.2.3 损伤容限钛合金技术 83
3.2.4 钛铝金属间化合物技术 87
3.3 航空铝合金材料技术 93
3.3.1 引言 93
3.3.2 变形铝合金技术 94
3.3.3 铸造铝合金技术 104
3.4 航空结构钢和不锈钢技术 108
3.4.1 引言 108
3.4.2 低合金超高强度钢技术 110
3.4.3 高合金超高强度钢技术 111
3.4.4 超高/高强度不锈钢技术 115
3.4.5 齿轮轴承钢技术 121
3.4.6 航空用超高强度钢的创新与发展 129
3.5 高熵合金材料技术 132
3.5.1 引言 132
3.5.2 高熵合金的性能特点 136
3.5.3 难熔高熵合金 139
3.5.4 轻质高熵合金 142
3.5.5 高熵合金展望 145
参考文献 145
第4章 高温合金材料技术 150
4.1 概述 150
4.2 高温合金强化理论 152
4.2.1 固溶强化 153
4.2.2 沉淀强化 158
4.2.3 晶界强化 166
4.3 铸造高温合金技术 170
4.3.1 等轴晶铸造高温合金 171
4.3.2 等轴晶铸造高温合金成型技术 172
4.3.3 定向凝固柱晶和单晶高温合金 174
4.3.4 定向凝固柱晶和单晶高温合金成型技术 177
4.4 变形高温合金技术 189
4.4.1 变形高温合金 189
4.4.2 变形高温合金锻造技术 196
4.4.3 变形高温合金挤压技术 202
4.4.4 变形高温合金轧制技术 207
4.5 粉末高温合金技术 214
4.5.1 粉末高温合金 214
4.5.2 粉末高温合金成型技术 217
4.6 金属间化合物基高温结构材料 221
4.6.1 Ni3Al金属间化合物合金 222
4.6.2 Nb-Si金属间化合物合金 229
参考文献 238
第5章 树脂基复合材料技术 247
5.1 概述 247
5.1.1 树脂基复合材料特性 247
5.1.2 树脂基复合材料航空领域应用 248
5.1.3 树脂基复合材料发展趋势 250
5.2 树脂基复合材料原材料 251
5.2.1 增强纤维 251
5.2.2 树脂基体材料 253
5.3 树脂基复合材料界面技术 256
5.3.1 复合材料界面理论 257
5.3.2 复合材料界面 258
5.4 树脂基复合材料增韧技术 259
5.4.1 树脂基复合材料层间断裂模式和断裂韧性 259
5.4.2 树脂基复合材料层间增韧技术 260
5.4.3 树脂基复合材料层间增韧技术发展趋势 264
5.5 树脂基复合材料制造技术 264
5.5.1 预浸料制造技术 264
5.5.2 热压罐成型工艺 266
5.5.3 RTM成型技术 269
5.5.4 纤维缠绕技术 272
5.5.5 自动铺放技术 273
5.5.6 拉挤成型技术 276
5.5.7 树脂基复合材料成型技术发展趋势 278
5.6 树脂基复合材料 279
5.6.1 环氧树脂基复合材料 279
5.6.2 双马来酰亚胺树脂基复合材料 283
5.6.3 聚酰亚胺树脂基复合材料 286
5.7 高性能热塑性树脂基复合材料技术 288
5.7.1 热塑性复合材料预浸料制造技术 289
5.7.2 热塑性复合材料自动铺放原位固结成型技术 290
5.7.3 先进热塑性复合材料焊接技术 291
5.7.4 高性能热塑性复合材料 292
参考文献 294
第6章 树脂基结构功能一体化复合材料技术 298
6.1 概述 298
6.1.1 结构功能一体化复合材料 298
6.1.2 结构功能一体化复合材料应用 299
6.1.3 结构功能一体化复合材料发展趋势 301
6.2 结构功能一体化复合材料原材料 302
6.2.1 透波纤维 302
6.2.2 树脂基体 307
6.2.3 磁性吸收剂 310
6.2.4 吸波芯材 310
6.3 结构吸波复合材料技术 313
6.3.1 结构吸波复合材料特性 313
6.3.2 结构吸波复合材料设计技术 314
6.3.3 层合结构吸波复合材料技术 318
6.3.4 夹层结构吸波复合材料技术 320
6.3.5 多频谱兼容结构吸波复合材料技术 322
6.4 结构透波复合材料技术 323
6.4.1 结构透波复合材料特点 323
6.4.2 环氧树脂结构透波复合材料 324
6.4.3 氰酸酯树脂结构透波复合材料 327
6.4.4 双马来酰亚胺树脂结构透波复合材料 328
6.4.5 聚酰亚胺树脂结构透波复合材料 329
6.5 结构阻燃复合材料 330
6.5.1 结构阻燃复合材料特点 330
6.5.2 结构阻燃复合材料性能 332
6.6 结构导电复合材料 338
6.6.1 结构导电复合材料特性 338
6.6.2 层内导电复合材料 338
6.6.3 本体导电复合材料 342
参考文献 344
第7章 陶瓷基复合材料技术 348
7.1 概述 348
7.1.1 陶瓷基复合材料组成和性能特点 348
7.1.2 陶瓷基复合材料分类 349
7.2 陶瓷基复合材料技术基础 351
7.2.1 陶瓷基复合材料原材料 351
7.2.2 陶瓷基复合材料界面层技术 358
7.2.3 陶瓷基复合材料致密化技术 365
7.2.4 陶瓷基复合材料加工技术 380
7.3 陶瓷基复合材料的性能 383
7.3.1 碳化硅陶瓷基复合材料 383
7.3.2 氧化物陶瓷基复合材料 387
7.4 陶瓷基复合材料在航空领域的应用 388
7.4.1 碳化硅基复合材料在航空领域应用情况 388
7.4.2 氧化物基复合材料在航空领域应用情况 391
参考文献 393
第8章 航空特种功能材料技术 398
8.1 航空透明材料与透明件制备技术 398
8.1.1 航空透明材料技术 398
8.1.2 航空透明件制备技术 407
8.2 航空密封阻尼材料技术 414
8.2.1 航空橡胶密封材料技术 414
8.2.2 航空阻尼减振橡胶技术 421
8.2.3 航空密封剂技术 423
参考文献 429
第9章 航空涂层技术 432
9.1 高温抗氧化涂层 432
9.1.1 高温抗氧化涂层发展情况 433
9.1.2 高温抗氧化涂层制备技术 437
9.2 热障涂层 439
9.2.1 热障涂层发展情况 440
9.2.2 热障涂层制备技术 444
9.2.3 热障涂层高温防护性能测试 448
9.3 环境障涂层 449
9.3.1 环境障涂层发展情况 450
9.3.2 环境障涂层制备技术 458
9.3.3 环境障涂层性能评价 460
9.4 封严涂层 460
9.4.1 封严涂层材料 461
9.4.2 封严涂层制备技术 465
9.5 耐磨涂层 467
9.5.1 耐磨涂层材料 467
9.5.2 耐磨涂层制备技术 472
9.6 隐身涂层 474
9.6.1 雷达吸波涂层 474
9.6.2 红外隐身涂层 476
9.7 防腐涂层 478
9.7.1 镀层 478
9.7.2 转化膜层 481
9.7.3 腐蚀维护维修材料 483
9.8 航空涂料 484
9.8.1 蒙皮涂料 485
9.8.2 雷达罩和天线罩涂料 486
9.8.3 油箱涂料 487
9.8.4 高温涂料 489
9.8.5 防冰涂料 489
9.8.6 耐冲刷涂料 491
参考文献 491
关键词索引 498