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航空发动机金属(航空发动机金属吸热)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-27 20:53   点击:256  编辑:admin   手机版

1. 航空发动机金属吸热

防热瓦的隔热原理 约3厘米厚的防热瓦通常由两部分构成:外层包覆的是不足1毫米的高辐射陶瓷材料,而内部是导热系数非常低的耐高温陶瓷纤维。

从俄美两国现有的航天器再入防热材料看,大致有以下几种:

一是采用难熔金属蒙皮表面加涂高辐射涂层的辐射防热材料;

另一种是较早期使用的吸热式防热结构材料,表面靠一层热容大的耐高温合金防热蒙皮来吸收气动热,再通过隔热材料来阻止热量传向飞船内部。

这种材料由于重量大和成本高,现已基本不再采用了;

第三种是烧蚀防热材料,多用于一次性使用的飞船的再入防热,主要为纤维材料或多孔颗粒加上有机物组成的低导热复合材料,其原理是通过有机物热化学分解和气化带走大量热量和留下的多孔碳层起到了隔热、耐高温作用。美国航天飞机由于需要多次往返使用,因此采用的是前面所说的表面具有高辐射性能的防热瓦隔热技术,但据说,美国航天局已在考虑把最外面的一层耐高温陶瓷层改为耐高温合金层,以解决目前防热瓦过于脆弱的问题。

2. 航空发动机高温合金材料

OPUS骨科植入物组件,生产厂商法国史赛克Spine公司,该产品采用钛合金材料制造,由锥形螺钉、柱型螺钉、骨板、连接螺母和棒连接头六部分组成。与同一系统连接棒配合使用,适用于从胸段到腰骶段脊椎矫形的临时或永久性的脊椎后路内固定。

Opus是最贵的半苯胺真皮,它是一款柔软度比大部分全苯胺真皮还柔软的皮,一辆铂金XT5的前后排座椅需要用到4整张牛皮。

3. 航空发动机金属材料

1、碳化钽铪合金

熔点:3990ºC

筒介:碳化钽铪合金实际是指五碳化四钽铪化合物,是目前已知化合物中熔点最高的物质。它可以被认为是由碳化钽(熔点 3983C)和碳化铪(熔点 3928″C)这两种二元化合物组成。

用途:碳化钽铪合金主要用作火箭、喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。

2、石墨

熔点:3652ºC

简介:石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。由于其特殊结构,具有耐高温,导电、导热性,润滑性,化学稳定性,可塑性等。

用途:石墨可用作耐火材料、导电材料、耐磨润滑材料以及铸造、翻砂、压模及高温治金材米料,也可用作柔性石墨密封材料,汽车电池,新型复合材料等。

3、金刚石

熔点:3550ºC

筒介:金刚石是原子晶体,石墨是混合型晶体,石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不可思议,但石墨晶体片层内共价键的键长是 1.42×10-10m,金刚石晶体内共价键的键长是 1.55×10-10m。同为共价键,键长越小,键能越大,键越牢固,破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量,故而熔点应该更高。

用途:金刚石可用作切割工具,如拉丝模、车刀、地质和石油钻头、砂轮刀、玻璃刀、刻线刀、硬度计压头、金刚石笔、修整器刀以及磨料等。

4、钨

熔点:3400ºC

筒介:钨是一种钢灰色或银白色的金属,硬度高,熔点高,常温下不受空气侵蚀。它作为熔点最高的难熔金属(一般熔点高于 1650C 的金属),有良好的高温强度。

用途:钨主要用作制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学似器,化学仪器。

5、二硼化锆

熔点:3245ºC

简介:二硼化锆(ZrB2) 是具有六方晶体结构的高度共价的耐火陶瓷材料, 其构成的超高温 陶瓷(UHTC)熔点达32460,具有高熔点、相对低的密度(约为 6.09g/cm3)和良好的高温强度

用途:二硼化锆可用作高温航空应用(如超音速飞行或火箭推进系统)。

6、二硼化钛

熔点:3225ºC

筒介:二硼化钛(TiB2) 外表呈灰色或灰黑色,具有六方(AIB2) 的晶体结构。硬度大,作为陶瓷具有优良的导热性,氧化稳定性和耐机械侵蚀性。

用途:二硼化钛是一种合理的电导体,可以用作铝冶炼中的阴极材料。

7、铼

熔点:3180ºC

筒介:铼是一种金属元素,高熔点金属之ー,外表与铂相同,溶于稀硝酸或过氧化氢溶液,不溶于盐酸和氢氟酸中。能被氧化成很安定的七氧化二铼 Re207, 这是铼的特殊性质。

用途:铼可用来制造电灯丝,人造卫星和火箭的外壳,原子反应堆的防护板等。

8、碳化钛

熔点:3100°C

简介:碳化钛(TiC)是一种极硬的(摩氏硬度达 9-9.5) 耐火陶瓷材料,类似于碳化钨。它是具有金属光泽的铁灰色晶体,属于氯化钠型面心立方晶体结构。具有高熔点、沸点和硬度还有良好的导热和导电性,在温度极低时甚至表现出超导性。

用途:碳化钛广泛用于制造金属陶瓷,耐热合金、硬质合金、抗磨材料、高温辐射材料以及其它高温真空器件。

9、锇

熔点:3045ºC

筒介:锇是元素周期表第六周期Ⅷ族元素,铂族金属成员之一,属重铂族金属,是目前已知的密度最大的金属。金属饿在空气中十分稳定,粉未状的饿易氧化。

用途:锇可用来制造超高硬度合金,钱同铑、钌、铱或铂的合金,常用作电唱机、自来水笔尖及钟表和仪器中的轴承。

10、碳化硅

熔点:2820°C

简介:碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或媒焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温治炼而成。

用途:碳化硅颗粒可以通过烧结结合在一起以形成非常硬的陶瓷,其广泛地用于需要高耐久性的应用中,例如汽车制动器,汽车离合器和防弹肖心中的陶瓷板。

4. 航空发动机金属吸热还是放热

航空飞行器材料:  

1、大容量卫星和小卫星:碳纤维复合材料、碳/环氧复合材料面板铝蜂窝夹层结构、高强轻质铝合金。  

2、空间站:太阳电池阵柔性材料、高可靠和长寿命密封材料、温控材料、原子氧防护材料、特殊规格铝合金和高强高模碳纤维复合材料。  

3、载人飞船和航天飞机:高强轻质铝合金、放热材料主要的航空航天材料:  1、轻合金及超高强度钢  2、高温金属结构材料:高温钛合金、镍基高温合金、金属间化合物、难熔金属及其合金  3、先进聚合物基复合材料  

4、先进金属基及无机非金属基复合材料

5. 航空发动机 高温合金

GH761是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金,使用温度750℃以下。合金通过加入高铝、高铁及控制合金的Al/Ti比,提高合金强度。该合金组织稳定,具有高的屈服强度、良好的抗冷热疲劳及低周疲劳性能,并有较好的热加工性能及切削加工性能。合金的主要品种有圆饼、环坯、盘形锻件、环形件、锻件和棒材等。

合金已用于制作航空发动机涡轮盘、压气机盘、鼓筒、涡轮机匣、整流叶片、精密螺栓等零件。已投入指生产,情况良好。

合金在900℃以下抗燃气认腐蚀及在燃气气氛中抗应力腐蚀性能良好。经650-700℃*2000h时效后,无新相析出;750℃*2000h时效后有少量Laves相析出。

6. 航空发动机耐高温金属

航空发动机制造属于工业的皇冠。它的分类为

涡轮喷气发动机五大部件是进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。此外还有热机(将热能转换为动能)和推进器(气流喷出获取反作用力)。

进气道功能是将足够的空气量, 以最小的流动损失顺利地引入压气机; 当飞行速度大于压气机进口处的气流速度时, 可以通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。

压气机是发动机中最为重要的部件,由转子和静子组成。

转子在发动机轴的带动下高速旋转带动叶片对空气作功,压缩空气, 提高空气的压力

静子主要由机匣和导流叶片组成,使气流进一步减速,增加气体的压力

燃烧室:高压空气和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变为热能,形成高温高压的燃气

涡轮:高温燃气作用下旋转做功的部件,由静子和转子组成。能量交换方式与压气机正好相反

尾喷管:使燃气加速,将一部分转换为动能,提高燃气速度,产生很大的推力

军用飞机的航空发动机还会使用加力燃烧室,位于涡轮和尾喷管之间,进一步喷油、增大发动机推力、提高机动性。当然也会使得燃油消耗率急剧增大,发动机效率降低。

加力燃烧室结构如图

航空发动机是飞机的心脏,直接影响飞机的性能、可靠性和经济型,是飞机核心部件。它的研制对于结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动力学、流体力学、电子学、控制理论等学科都有极高要求。

随着航空的不断发展,近年来,航空发动机采用了大量新技术,比如空心风扇叶片、整体叶盘、隔热涂层、矢量喷管、复合材料即陶瓷与碳纤维材料等,这些都对研究、制造等提出了更高的要求。

我国航空发动机事业历经近70年发展,从仿制、改进改型,到逐步进入自主创新,先后研制出涡喷、涡扇发动机,成为能够独立研制航空发动机的少数国家之一。当然,我们与世界先进航空发动机制造水平还是存在不小差距,未然依然任重道远!

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