北京航空材料研究院在重型燃气轮机叶片材料和工艺方面的研究进展

一．国内外重型燃气轮机叶片发展状况 燃气轮机是20世纪40年代兴起的一种高效、节能、低污染的新型动力机械，具有功率大、质量轻、尺寸小、起动快、工程总投资少、可采用多种燃料、不用冷却水或少用水等优点，被广泛用于航空、航天、船舶、坦克、铁路机车的动力装置和天然气输送、油田注水、供热、矿井通风等重要领域。60多年来，燃气轮机的发展取得了引人注目的进步，燃机性能不断提高，

北京航空材料研究院树脂基复合材料专业SWOT分析

综述北京航空材料研究院复合材料专业的优、劣势和面临发展的机遇和威胁,并就未来发展提出了一些观点。指出复合材料的大发展既是对北京航空材料研究院的挑战,同样也是机遇,北京航空材料研究院在充分发挥自身技术优势的同时,正视并解决存在的劣势和不足,主动把握发展机遇,必将在未来取得更大的成功。

中国航空材料现状、问题与对策

一、中国航空材料现状 自1951年建立以来，我国航空工业历经了修理、仿制、改进、改型到自行研制的漫长过程，批量生产了歼击机、轰炸机、强击机、运输机、直升机、教练机和无人机等多种类型飞机，生产了活塞式、涡轮喷气式、涡轮风扇式、涡轴式、涡轮螺旋桨式发动机，以及海防、空-空战术导弹、机载设备等系列配套产品。

航空液态成型复合材料关键技术研究

我国的大飞机计划用复合材料将包括预浸料和液态成型复合材料两类。一代新材料，一代新飞机。目前，依托我国军机的研究与发展，预浸料复合材料已初具规模和应用经验，而液态成型复合材料技术在我国还刚刚起步。

航空工业企业质量文化的研究与分析

产品质量不仅关系着人民群众的切身利益,而且影响着企业的发展质量和效益.面对激烈的市场竞争,航空工业企业必须构建优良的质量文化,切实提高自身的产品质量和市场竞争力.基于此,本文在阐述航空工业企业质量文化内涵、特征和建设途径的基础上,就如何构建航空工业企业的质量文化提出了几点建议,以期为促进我国航空工业企业的可持续发展提供一些参考和借鉴.

航空材料技术成熟度等级划分与评价方法研究

航空材料技术成熟度对航空产品的研制起着至关重要的作用。文章根据航空材料的技术特点对航空材料技术成熟度等级进行了重定义,分析了材料技术成熟度与产品技术成熟度之间的关系,并使用基于CTE权重的技术成熟度评价方法,以AAA牌号钢为例进行了技术成熟度模拟评价。

深入推进精益生产,助力航空工业发展

精益生产作为一种先进的生产管理理念,较好地解决了传统批量生产方式不能快速满足市场多样化需求的弊端,比较适合产品种类多、数量少的航空工业。文章介绍了精益生产的几个重要概念,总结了推进精益生产过程中的一些成功经验,对于我国航空工业转型升级具有一定的借鉴意义。

航空材料工业发展材料基因组技术的思路及实践

航空材料要求具有高性能、高可靠性、高技术成熟度，因此相对于其他工业领域，航空材料研发的周期更长（图1）。早在1955年，钱学森就指出，飞机材料要能经受住长期的服役考验，发展航空飞机的的难点在于材料，而材料问题不是一下子就能解决的，得靠经验积累。经过多年的发展，我国航空材料经历了从无到有，从小到大的发展过程，取得了许多关键性技术的突破和大量研究成果，正在不断创新航空结构材料、发动机材料等关键材料技术。材料基因组技术的出现及发展，为更好地推动航空材料的发展和应用提供了新的思路和途径。

大型模锻件与航空工业

航空工业牵引大型模锻件发展，大型模锻件又推动航空工业发展，二者在互相促进和互相制约中同步发展。

航空铝合金激光焊接的研究进展

铝合金在航空领域的应用越来越广泛,而激光焊接以其特有的技术优势成为铝合金材料焊接的重要方法,在航空领域有着广阔的应用前景。介绍了目前铝合金激光焊接中的主要问题以及国内外的研究热点。

航空层合定向PMMA疲劳断裂性能的频闪法研究

运用频闪法及数字图像相关法将动态过程转化为准静态过程,对带应力集中缺口的航空层合定向聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的疲劳断裂性能进行研究。分析得出,在应力集中区域,疲劳裂纹有沿倾斜方向开裂的趋势,而并非沿竖直方向开裂。对其实际破坏形式进行分析表明,裂纹实际扩展方向与根据频闪疲劳测试系统测试的应变场预测结果相符,进而验证了实验结果的准确性。

航空有机玻璃加工工艺对其残余应力影响的光弹性技术研究

航空有机玻璃在使用过程中的破坏主要是由于残余应力导致疲劳裂纹所致。残余应力会使航空有机玻璃材料链段或基团取向进而产生双折射效应。主要基于残余应力导致的双折射效应,运用数字相移光弹性法实现由钻孔工艺产生残余应力的无损检测,并对测试结果进行分析得出:钻头进给速度越小,加工时间越长,冻结的残余应力越大;而钻头转速越大,加工温度越高,冻结的残余应力越大。控制装卡使各个方向受到相同的约束,能够使孔周残余应力均匀,防止出现较大应力集中区域。加工直径稍大的孔时,应采用分级钻孔的方式,先钻小孔然后逐级扩大,能够保证孔周残余应力低。

金属材料激光快速成形的研究进展

激光快速成形技术以其特有的技术优势,已经成为金属材料快速成形的研究热点。叙述了金属材料激光快速成形在国内外的发展概况,表明在国外激光快速成形金属材料在理论、工艺及制造方面已经取得了非常显著的成果,其制造的结构件已经在航空航天领域取得了重要应用,而该技术在国内仍处于理论研究和试制阶段;介绍了激光快速成形钛合金和高温合金的研究现状,表明国内对钛合金的激光快速成形已进行了较为系统的研究,取得了一些重要成果,制作了典型结构件,对高温合金,裂纹是其激光成形技术的关键问题;对激光快速成形的发展进行了展望。

航空发动机叶片热障涂层厚度的无损定量评估

目前用来提高航空发动机涡轮叶片的耐高温及抗腐蚀性能的热障涂层易出现过薄或脱落的情况,针对涡轮叶片的微米级热障涂层,集中探究其厚度的有效无损定量评估方法,采用高频涡流检测,配合涡流检测正逆问题求解模型进行求解。通过建立涡流检测阻抗信号-陶瓷层厚度与粘接层厚度的解析方程组,结合逆运算算法和试验拾取的线圈阻抗信号,联立求解陶瓷层厚度与粘接层厚度的预测值,继而计算2层厚度之和。为了验证计算结果的正确性,利用扫描电镜来测量样本热障涂层的真实厚度,结果显示该方法能够对涡轮叶片热障涂层厚度实现高效定量评估,评估精度可达90%以上。

采用谐振腔法研究透波材料的高温介电性能

根据H0 1n模可加热圆柱谐振腔磁场分量及电场分量的特性 ,利用谐振腔中活塞的滑动接触不损害谐振器的质量因素的谐振腔法 ,研究介电常数不大于 2 0 0和介电损耗角正切不大于 0 .0 5的固体电介质在高温下及 9～ 10GHz频率范围内的ε和tgδ ,并对影响电介质高温介电性能测试精度的设备因素。

短碳纤维增韧石英复合材料性能研究

以短碳纤维为初始原料 ,采用溶胶—凝胶技术引入SiO2 组分 ,在一定的热压烧结制度下得到致密Cf/SiO2 复合材料 ;研究了其烧结条件、力学性能、线膨胀及烧蚀性能。实验表明 ,基体保持非晶态 ,可达到 99%的致密度 ;随碳纤维含量的增加 ,弯曲强度 (σf)无显著变化 ,断裂韧性 (KⅠC)先升后降 ;线膨胀系数随碳纤维含量增加而增加 ,该材料具有良好的抗热震及耐烧蚀性能。

低温固化高温使用复合材料应用研究

本文在讨论LT-01B/T300B低温固化高温使用复合材料特性的基础上,重点论述了该复合材料的实际应用研究,并针对应用过程中的具体工艺进行了讨论。结果表明,LT-01B/T300B低温固化高温使用复合材料可常温固化而满足120℃长期使用的要求,具有优良的力学性能和工艺特性,并在实际应用中减重25%,减小了由于温度应力导致的制件变形的风险。

变截面蜂窝夹层结构复合材料胶接工艺研究

针对变截面蜂窝夹层复合材料典型结构件在固化成型过程中出现缺陷的问题进行研究,并在原有的成型工艺基础上,对变形区域的材料特性及受力形式进行了分析,找出了在胶接过程中可能产生蜂窝位置滑移、造成局部结构变形的原因。通过采用分步固化、蜂窝芯二次后处理、发泡胶预粘等工艺处理方法,有效解决了变截面蜂窝夹层结构胶接件在成型过程中的形变问题。

复合材料车削表面2D分析和3D分析的对比研究

这里对碳/碳复合材料车削圆柱表面进行了二维轮廓分析和三维形貌分析的对比研究,分析计算表明三维形貌分析方法更能够真实的反映复合材料的表面质量。

BN-O’-SiAlON复合材料抗热震性能研究

采用热压烧结合成了BN-O’-SiAlON复合材料,通过XRD、SEM、TEM对材料的显微结构进行了表征,并采用水冷法研究其在不同热震温差(400～1 500℃)下的抗热震性能。研究表明,柱状的O’-SiAlON晶粒的弥散强化和桥联作用等增韧机制,材料内部存在的亚临界自发微裂纹,以及无规则取向的BN和O’-SiAlON晶粒相互交叉生长构成的网状结构,均有利于改善BN-O’-SiAlON复合材料的抗热震性能。虽然理论计算近似得出在热震过程中BN-O’-SiAlON复合材料中存在的热性能失配将导致较大的热应力,但实际上,在低于900℃的热震温差下材料的强度并没有明显降低,而在高于900℃的热震温差下才有较明显下降,直到达到1 500℃的热震温差时,其强度仍然保持在原来的40%左右,这说明BN-O’-SiAlON复合材料具有良好的抗热震性能。