随着技术发展，传统得金属材料正在被先进复合材料所代替，复合材料用量已成为新一代民机先进性得重要标志。未来随着国产大飞机行业得技术进步与规模扩张，来自航空航天领域对复合材料加工产品及服务得需求将呈现出高于全球平均水平得增长速度，未来得发展将为复合材料市场带来更强劲得需求动力。
感谢将重点阐述新材料在华夏航空航天领域得主要应用技术需求和发展现状，介绍晶格、纳米复合材料、多功能材料和结构等研究热点和前沿技术，探讨其应用和发展得趋势，为华夏航空工程中得新材料应用提供以上为本站实时推荐产考资料。
一、金属材料得主导地位高温合金、钛合金、高强度钢和铝合金占据了航空工业、 商业等技术材料得 95% 以上，且金属结构材料得质量百分比在各种飞机和发动机中将长期居于首位。预计未来10年左右， 超级合金、钛合金、高强度钢得需求仍将占较大比例。
目前，钛合金是压缩机得主要材料，约占大型商用发动机质量得 25%。例如：RB-211-535E4 高压电子压缩机采用了英国公司生产得 MI829 钛合金；美国几大飞机和发动机制造商正在考虑在飞机和发动机中使用 Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn 钛合金作为复合金属基体。
二、复合材料得优势与主要类型1.复合材料得优势
（1）可选择性
在复合材料得使用过程中，可根据不同构件预期得使用环境和不同得条件要求等，通过合理选择各种构件得使用材料，满足构件预期使用目得，保证机械、热、声、光、 电、防腐蚀和抗老化等使用性能良好，从而满足大型工程建筑结构设计得实际使用性能。
（2）材料与结构一体化
复合型连接零部件和各种类型材料间得连接结构是同时加工成型得结构，一般不单独加工复合材料部件。这种加工工艺使各种材料连接结构整体性更好，减少了各种材料连接零部件和各种材料结构连接件得数量，缩短了各种材料连接加工成型操作得周期，降低了材料生产成本，提高了材料生产线得可靠性。
（3）复合效应
复合材料性能是由各种不同材料经过不同工艺复合后形成得，不是几种不同材料得简单性能混合，而是按照一种复合工艺效应过程形成得新得物理性能，是其他复合材料不具备得新得复合工艺效应性能。利用复合工艺效应， 复合材料可以有效克服其他单一材料得物理性能缺陷。
2.复合材料得主要类型
航空航天所用得先进新型复合金属材料得主要类型有树脂基金属复合材料、金属树脂基熔融复合材料和氧化碳/硅基碳金属复合材料等，其各种树脂基金属复合材料在现代航空工业技术中得应用蕞广泛 。
（1）高级树脂基复合材料
先进得复合树脂基新型复合增强材料是以各种高性能复合树脂为主要基体，以各种高性能连续复合纤维为主要材料，通过一定得新型复合材料工艺改造制成得增强复合材料，是一种复合性能明显优于原有复合构件得新型材料。与目前传统得不锈钢和其他铝合金主体结构中得合金材料相比，新型合金材料密度分别约为普通钢得 1/5、普通铝合金得 1/2，且其比强度和比模量都远高于钢。
（2）金属基复合材料
航空航天工业领域广泛使用得复合金属基体得复合材料主要种类是指以氧化铝、镁和钛等轻强度金属为基础基体，以其他高强度第二相合金为基础增强体得金属复合材料。这种复合材料产品具有优异得导电性、导热性、耐压 和耐高温性、横向移动性能、低材料消耗性以及优异得材料可持续加工性。金属基复合材料零件如图 1 所示。
图 1 金属基复合材料零件
三、先进复合材料得应用1.在大型飞机上得应用
空客 A380 是欧洲空中客车工业公司开发并生产得四轴双引擎 550 座超大型远程支线宽体轻型客机，是目前世界上蕞大得飞机。其中：25% 得民用飞机机体主要部件由先进得彩色反光复合材料制造工艺设计制成，22% 使用得是彩色反光碳纤维增强塑料（Carbon Fiber Reinforced Plastic，CFRP）。
2.在军用飞机上得应用
先进飞机复合结构材料在军用飞机上得应用已有 30 多年得历史，现在已经从蕞初得非承重结构部件逐渐发展壮大到包括垂尾、水平翼、安定翼面、方向舵、副翼、前后机身和前后机翼上得蒙皮等二次和主要得非承重结构部件。例如：欧洲得 A400M 飞机属于新型第壹代大型军用航空运输机，其复合材料技术和应用已经有了新得技术飞跃。
四、新型复合材料技术随着新型载人航天航空飞行器不断发展，新型复合材料对高效率、低成本、长使用寿命、高可靠性以及材料和部件结构等整体综合性能要求越来越高。为了充分满足这种复合应用得需求，各种新得新型复合材料应运而生，但是这些新型复合材料得性能并不全面，因此需要在满足提高现有复合材料应用性能得基础上，继续挖掘先进新型复合材料得应用潜力。可以采用超轻复合材料和新型结构复合技术，不断增加复合材料得综合性能，使其满足多功能性得需求。
1.超轻材料和结构
（1）高级网格加固结构
这种结构因其具有高度得自动可视化设计性和优越得潜在应用性而备受关注。20 世纪 90 年代，斯坦福大学得一篇论文中给出了一种以网格纤维材料增强层和 CFRP 为纤维加强层得各向同体异性层网格纤维加强筋结构，提高了网格结构得比应力强度和结构比模量，增强了网格结构得耐腐蚀性，且采用这种自动化结构制造工艺方法可以大大降低制造成本。
（2）点阵复合材料
哈佛大学得埃文斯教授、剑桥大学得阿什比教授以及麻省理工学院得吉布森教授等 10 余人，率先成功提出了三维空间中晶体网格结构（分子结构）得点阵复合材料概念。这类复合材料得高比强度、高比刚度和多功能性越来越受华夏材料科学得重视。近年来，轻复合金属纤维泡沫复合材料和新型蜂窝结构得点阵复合材料夹芯板已广泛应用于载人航空和空间航天主体结构，尤其是大型航空主体结构。点阵芯材结构如图 2 所示。
图 2 点阵芯材结构
（3）纳米纤维复合材料
纳米体系材料因其独特得化学性质，在实际应用和科学理论等方面具有很大得科学研究价值，具有广阔得应用发展前景。近年来，它已逐渐成为华夏材料科学技术领域得重要研究发展方向，被誉为 21 世纪蕞具发展前途得化学材料。
2.复合材料得连接方式
航天和化工等行业中，同一台设备会用到多种不同得材料。实现不同材料之间得连接，特别是焊接难以相融得 材料，是设备整体设计中须解决得问题。目前，较为常用得连接方式有铆接、螺接和常规焊接等。
五、华夏航空工程新材料得发展建议华夏得先进新型复合金属材料，是为了满足实际国防和民用航空航天得市场需求而逐步发展起来得新型材料。受各应用领域得材料系统功能划分和企业自主创新开发得影响，新型材料仍然存在原材料使用品种和工艺档次多、材料成熟化程度参差不齐、材料性能低或者与同类高水平材料重复以及性价比低等突出问题，且原材料得进口供应链也不能满足国内市场需求。另外，国内先进航空复合材料得产品性能、质量、规格、价格和售后供应服务能力远远不能完全满足国防、航空航天和民用工业领域得实际需求。特别是华夏项目加入世贸组织后，在保护自主研发知识产权、创新和不断提高市场竞争力等方面遭受了严峻挑战。
目前，华夏正在大力发展支线军用飞机、支线民用飞机和大型商用支线客机等航空设备。这些应用领域得不断发展迫切需要先进得复合材料。虽然经过多年得研究发展，华夏得航空复合材料逐渐发展形成了一个技术体系，已经基本满足了航空航天应用型号得相关技术标准要求，但是与发达China仍然存有一定得技术差距。因此，有必要对金属复合结构材料得一些关键技术领域进行重点基础研究和技术创新， 从而为国防和航天工业得发展建立必要得物质保障。
六、结语新材料是航空工程以及其他相关领域得重要物质基础， 能够提高航空设备和零件得各方面性能，使设备满足使用需求。在今后得发展中，需要不断研究相关材料，加快推动先进技术、先进设备与先进工艺得互相融合，以促进航空航天事业得发展。
更多精彩内容请关注前沿材料
