【簡介:】本篇文章給大家談談《mc130j特種飛機》對應的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、未來制造出超音速飛機可以超越協(xié)和式飛機嗎?
2、中國飛機制造的私人企業(yè)有哪些?
本篇文章給大家談談《mc130j特種飛機》對應的知識點,希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、未來制造出超音速飛機可以超越協(xié)和式飛機嗎?
- 2、中國飛機制造的私人企業(yè)有哪些?
- 3、Cobb公司研發(fā)的MCR步槍可以更換多種口徑的原因是什么?
- 4、電廠負荷50%mcr的mcr是什么意思?
- 5、稀土在航空航天方面的應用
未來制造出超音速飛機可以超越協(xié)和式飛機嗎?
羅爾斯羅伊斯北美主席兼首席執(zhí)行官湯姆·貝爾額外提到:“我們很期待與維珍銀河公司-TSC合作,致力于探索未來可持續(xù)高速飛行模式,追溯到協(xié)和式飛機技術的歷史,勞斯萊斯的技術在提供頂級的技術來開發(fā)和完善推進系統(tǒng),為商用高馬赫飛行提供動力上掀起了一段不平凡的浪潮。
協(xié)和式飛機發(fā)展史代表了高速商用飛機進步的一個重要里程碑,但技術問題和高昂的燃料成本并未和預期的那樣獲得巨大的商業(yè)成功。尤其是協(xié)和式飛機的熱耗問題,產(chǎn)生了大量噪音,因此也遭到大西洋兩岸政客的反對。維珍銀河公司推行超音速噴氣飛機的初衷就在于此。
面臨協(xié)和式飛機高昂的運營和維護成本問題,來自NASA的代表任查之后證實,維珍銀河公司-勞斯萊斯公司的設計理念可以應對商業(yè)超音速飛行帶來的全新挑戰(zhàn),因此NASA允許維珍銀河公司和勞斯萊斯的團隊進入設計下一階段。進而最終替代了協(xié)和式飛機技術。
如聲明中所述,挑戰(zhàn)問題中包括“定義具體的飛行系統(tǒng)架構和配置模式,同時確定飛機的設計和制造中材料使用問題。”此外,VG強調,運行團隊將解決設計概念中所包含的“熱耗損、管理和維護、噪音、排放和經(jīng)濟”等關鍵性挑戰(zhàn)。
除了以上可能的遇到到的問題外,還需要考慮建立速度極值,船員能力,巡航高度等參數(shù)。最初的設計也包含為尋求解決油耗這個問題,要求使用“先進可持續(xù)的航空燃料,另外還可以自定義客艙的布局,設計不同的座位安排”,2018年12月,此項發(fā)明順利實施,維珍銀河公司建造的太空船2號VSSUnity首次試飛。
北美洲勞斯萊斯的主席兼首席執(zhí)行官湯姆貝爾說道:“能夠與維珍銀河公司、TSC公司合作探索可持續(xù)發(fā)展的高速飛機的未來使我們非常興奮。”“勞斯萊斯公司提供高速推進方面的獨一無二的發(fā)展史,正在準備對協(xié)和式飛機重操舊業(yè),并且會提供世界一流的技術能力來發(fā)展并生產(chǎn)先進的推進系統(tǒng),此系統(tǒng)需要獲得商業(yè)上可得到的高馬赫行程的動力?!?/p>
藝術家們對于維珍銀河公司關于超音速飛機計劃的印象。Credit:維珍銀河公司雖然是高速商用飛行器的一個主要里程碑,但是它的技術問題和高額的燃油成本意味著它永遠不可能成為它的設計者們所預期的龐大的商業(yè)成功典范。尤其是協(xié)和式飛機的熱量管理問題和噪音問題(這導致了大西洋兩岸的政治對立問題)
包括但不限于以上所有的缺點提高了操作和維護協(xié)和式飛機的花費,導致它最終被取消投入使用。然而,任務概念審查(包括來自NASA的代表)證實了設計觀念可以迎接商業(yè)超音速飛機帶來的挑戰(zhàn)。因此應該聯(lián)合維珍銀河公司和勞斯萊斯公司的團隊去進行下一階段的設計。
如聲明所示,這項設計將進行的任務有:定義明確具體的結構和配置以及確定飛機在設計與制造過程中所使用的材料。另外,維珍銀河公司強調表示他們的團隊將會解決一些關鍵問題:熱量管理、噪音、排放量和經(jīng)濟問題,團隊會直面這些挑戰(zhàn)。這是公司團隊的精神。
另外,基礎參數(shù)決定了最大速度、機組容量、巡航高度。最初的設計也著重強調了基礎參數(shù)能夠定制座艙布局和設計其他座椅的安排(頭等艙和商務艙等)。這個設計還設法呼吁使用最先進的可持續(xù)航空燃料。
維珍銀河公司的太空飛船-兩個巡天聯(lián)合首次飛向亞洲軌道空間站。制作人員:維珍銀河公司。
沒有研究數(shù)據(jù)表明這個計劃需要牽涉什么,但是VG 在飛機還處于早期設計時期就開始了他們提供可持續(xù)的科技和技術的計劃。VG 也宣布他們會著眼于制造飛機而進行大量的操作場景實驗,這些包括但是不限制于依靠現(xiàn)行的機場和基礎設施的長途商業(yè)航班。所有已經(jīng)簽署過的MOU 和最近通過的MCR 都與VG 和NASA 建立了關系。十分明顯的是,維京銀河公司和NASA 簽署了一個太空行動協(xié)議去測試私人宇航員在國際空間站任務的可行性。
這個議案如果被證明是可行的,就可以給VG 去國際空間站進行研究的資格并且他們可以開展自己的實驗。
在2018和2019兩年中,與NASA 的飛行機會項目的合作。VG 帶著科學技術和實驗數(shù)據(jù)作為太空二號飛行測驗的一部分進進行研究。這項任務見證了由VSS 傳輸過來的四項由美國宇航局資助的實驗數(shù)據(jù)為了測試太空中微粒子的狀態(tài)表現(xiàn),熱量的控制,生命的維持,微重力下的穩(wěn)定情況以及亞軌道高度上的生物成像。來自于理查德·布萊森爵士的所有好消息或可能潛在的好消息。在這個時候當旅游限制迫使像維京航空這樣的公司去尋求破產(chǎn)保護。布萊森開始對自己的下一代旅行計劃雙倍下注。特別值得一提的是他開始寄希望于空間旅行和超環(huán)行的發(fā)展去確保他運輸?shù)蹏奈磥怼?/p>
VG 是一家由維京組織建立的英國的宇宙飛行公司。它通過發(fā)展商業(yè)飛機航行和致力于為宇宙科學探索任務如:太空旅行和亞軌道汽艇提供亞軌道飛行技術支持。
宇宙二號飛船是VG 公司的亞軌道飛行器,它是從承載它的白夜騎士二飛機下進行空中發(fā)射進入太空的。
中國飛機制造的私人企業(yè)有哪些?
總結了以下,目前好像只有以下幾家:
1.北京科源輕型飛機制造公司,老板原永民原來在中關村開酒樓,1993年買了南京航空學院的AD200輕型飛機的圖紙,在北京海淀區(qū)蘇家坨辦廠生產(chǎn)。不過由于銷量太小,現(xiàn)在以生產(chǎn)游船為主。
2.西安西捷飛機公司是溫州人許偉杰于2007年5月在陜西閻良搞的,組裝國外成熟機型--巡邏兵,包括輕型固定翼飛機和輕型直升機。
3.珠海雁洲輕型飛機制造有限公司,2006年10月成立,組裝法國的MCR-4S和阿波羅2號。
4.湖南山河智能機械股份有限公司去年開始生產(chǎn)阿若拉雙座飛機以及無人機和動力三角翼。
北京朝陽區(qū)大稿村、浙江寧波都有過組裝生產(chǎn)飛機和直升機的企業(yè),后來都沒有成長起來。
私人想搞飛機制造可以走購買國外成熟機型散件國內組裝的路子。
Cobb公司研發(fā)的MCR步槍可以更換多種口徑的原因是什么?
Cobb公司在2005年拉斯維加斯的槍展上展示了他們參加SCAR計劃的樣槍,即MCR步槍,MCR是多口徑步槍(Multi-Caliber-Rifle)的縮寫,這是一種以AR-15類步槍為基礎設計的。據(jù)Cobb公司宣稱,這是世界上第一種真正的多口徑AR-15式步槍,可用的口徑從9mm派彈到.339拉普,能列出一份長長的清單。
Cobb公司的CEO斯齊普·帕特爾在槍展上對參觀者說,在SOCOMSCAR測試期間CobbMCR樣槍的導軌出現(xiàn)松動,因而導致MCR被取消資格。當時MCR的導軌系統(tǒng)是轉包出去的,現(xiàn)在Cobb公司是自己制造MCR的導軌,新導軌在發(fā)射大量彈藥后也不會松動。
Cobb公司的人還宣稱在槍展期間,有許多的軍方和執(zhí)法機構的特別行動人員在的他們柜臺前停下來,他們對此武器的印象深刻,而且認為應該重新測試和評估該武器。不過無論如何,由于競爭失敗,Cobb公司現(xiàn)在也只能向民間推銷他們的產(chǎn)品了,除了銷售成品槍外,Cobb公司也提供改裝業(yè)務,任何組織或個人都可以與Cobb公司業(yè)務部聯(lián)系把他們原有的AR-15類步槍改裝成CobbMCR。
CobbMCR之所以能夠轉換這么多種口徑,是因為其獨有的上機匣和彈匣模塊,一般的AR-15類步槍的上機匣與彈匣座是分開的,而且彈匣座是屬于下機匣的一部分。這樣當要改用一些長度比5.56mm彈長的口徑時,就要連下機匣一起換,實際上等于整把槍都換了。而CobbMCR把上機匣和彈匣座合并成一個模塊,因此上述任何一種MCR型號都只需要更換這個用T6-6061航空鋁材生產(chǎn)的“上機匣和彈匣模塊”,就可以彼此轉換口徑類型。
而在同一系列型號內改變口徑(如MCR400的兩種口徑)則只需要更換槍管和槍機。除上機匣和彈匣模塊外,CobbMCR的其他零部件都與其他廠家生產(chǎn)的AR-15類步槍通用,所以任何一家公司生產(chǎn)的AR-15類步槍,都可以通過更換上機匣和彈匣座而變成MCR步槍(但如果彈長超過5.56mm的則需要改為左側供彈)。根據(jù)口徑和槍管長度的不同,CobbMCR重量的從7磅到16磅不等。
電廠負荷50%mcr的mcr是什么意思?
MCR是英文maximum continuous rating最大連續(xù)工況的意思。
MCR磁閥式可控電抗器(磁控電抗器),是一種容量可調的并聯(lián)電抗器,主要用于電力系統(tǒng)的無功補償。
MCR的外形結構與油浸式變壓器基本相同,主要由殼體、磁閥式鐵心、繞組和變壓器油等部分組成。殼體采用與油浸變壓器相同的設計結構。
殼體內部并排安裝三相相同的單相磁閥式可控電抗器,組成三角形接線方式,其高壓進線和控制繞組進出線,由殼體頂部通過絕緣瓷瓶連接,勵磁控制箱安裝固定在殼體外部。
磁控電抗器由控制部分和電抗器本體組成,磁控電抗器是利用直流助磁的原理,即利用附加直流勵磁,磁化電抗器鐵心,通過調節(jié)磁控電抗器鐵心的磁飽和程度,改變鐵心的磁導率,實現(xiàn)電抗值的連續(xù)可調。
擴展資料
磁控電抗器是利用直流助磁的原理,即利用附加直流勵磁,磁化電抗器鐵心,通過調節(jié)磁控電抗器鐵心的磁飽和程度,改變鐵心的磁導率,實現(xiàn)電抗值的連續(xù)可調。
在電抗器的整個容量調節(jié)范圍內,僅有小截面段的鐵心磁路工作在飽和區(qū),而大截面段始終工作于未飽和線性區(qū)。左圖為鐵心磁化曲線示意圖,曲線中間部分為未飽和線性區(qū),左、右兩邊為極限飽和線性區(qū)。
若使電抗器工作在極限飽和線性區(qū),不僅可以減小諧波含量,同時亦能大幅減低鐵心磁滯損耗,電抗器鐵損控制在理想狀態(tài)。
右圖為電抗器外加交流電壓時的兩種工作狀態(tài)。當電抗器繞組接至電源電壓時,在可控硅T1、T2兩端感應出電壓。該電壓正半周觸發(fā)導通可控硅T1,在回路中產(chǎn)生直流控制電流。
電源電壓負半周期觸發(fā)導通可控硅T2,也在回路中形成直流控制電流,使電抗器工作鐵心飽和,輸出電流增加。
可控電抗器輸出電流大小取決于晶閘管控制角α,α越小,產(chǎn)生的控制電流越強,從而電抗器工作鐵心磁飽和程度越高,輸出電流越大。因此,改變晶閘管控制角,可平滑調節(jié)電抗器容量。
參考資料來源:百度百科-MCR型SVC無功補償裝置
稀土在航空航天方面的應用
稀土在航空工業(yè)中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1 前言
早在50年代我國仿制的飛機和導彈的蒙皮、框架及發(fā)動機機匣已采用稀土鎂合金,70年代后,隨著我國稀土工業(yè)的迅速發(fā)展,航空稀土開發(fā)應用跨入了自行研制的新階段。新型稀土鎂合金、鋁合金、鈦合金、高溫合金、非金屬材料、功能材料及稀土電機產(chǎn)品也在殲擊機、強擊機、直升機、無人駕駛機、民航機以及導彈衛(wèi)星等產(chǎn)品上逐步得到推廣和應用。
2 稀土材料及其在航空工業(yè)中的應用
2.1 稀土鎂合全
稀土鎂合金比強度較高,對減輕飛機重量,提高戰(zhàn)術性能具有廣泛的應用前景。中國航空工業(yè)總公司(簡稱:中航總)研制的稀土鎂合金包括鑄造鎂合金及變形鎂合金約有10多個牌號,很多牌號已用于生產(chǎn),質量穩(wěn)定。例如:以稀土金屬釹為主要添加元素的ZM6鑄造鎂合金已擴大用于直升機后減速機匣、殲擊機翼肋及30KW發(fā)電機的轉子引線壓板等重要零件。中航總與有色金屬總公司聯(lián)合研制的稀土高強鎂合金B(yǎng)M25已代替部分中強鋁合金,在強擊機上獲得應用。 “八、五”期間,為了擴大稀土鎂合金的推廣應用,還開展了稀土鎂合金在醫(yī)學工程上的應用。目前該材料正在做醫(yī)學生物實驗,有望稀土鎂合金作為人工骨接材料代替現(xiàn)用金屬夾具,減少病人第二次取出夾具的手術,又將開辟了一個新的廣闊的應用天地。
稀土鑄造鎂合金主要用作200~300℃以下長期使用,它具有好的高溫強度和長期抗蠕變性能。各種稀土元素在鎂中的溶解度不同,增加的順序為鑭、混合稀土、鈰、鐠、釹。它對常溫、高溫力學性能的良好影響也隨之增加。中航總研制的以釹為主要添加元素的ZM6合金在熱處理后不但具有高的室溫力學性能,而且還有良好的高溫瞬時力學性能和抗蠕變性能,可在室溫下使用,也可在250℃下長期使用。隨著含釔抗蝕新型鑄造鎂合金的出現(xiàn),近年來鑄造鎂合金重新受到國外航空工業(yè)的青瞇。
在鎂合金中添加適量的稀土金屬以后,可以增加合金的流動性,降低微孔率,提高氣密性,顯著改善熱裂和疏松現(xiàn)象,使合金在200~300℃高溫下仍具有高的強度和抗蠕變性能。 2.2稀土鈦合金
70年代初,北京航空材料研究院(簡稱:航材院)在Ti-A1-Mo系鈦合金中用稀土金屬鈰(Ce)取代部分鋁、硅,限制了脆性相的析出,使合金在提高耐熱強度的同時,也改善熱穩(wěn)定性能。以此基礎上,又研制出了性能良好的含鈰的鑄造高溫鈦合金ZT3。它與國際同類合金相比,在耐熱強度及工藝性能方面均具有一定的優(yōu)勢。用它制造的壓氣機匣用于WPI3Ⅱ發(fā)動機,每架飛機減重達39公斤,提高推重比1.5%,此外減少加工工序約30%,取得了明顯的技術經(jīng)濟效益,填補了我國航空發(fā)動機在500℃條件下使用鑄鈦機匣的空白。研究表明,含鈰的ZT3合金組織中存在著細小的氧化鈰質點。鈰化合了合金中的一部分氧,形成了難熔的、高硬度的稀土氧化物質點Ce203。這些質點在合金形變過程中阻礙了位錯運動,提高了合金高溫性能,鈰奪取了一部分氣體雜質(尤其是在晶界上的),就有可能在使合金強化的同時,保持良好的熱穩(wěn)定性能。這是在鑄造鈦合金中應用難溶質點強化理論的首次嘗試。
此外航材院在鈦合金溶模精密鑄造工藝中,經(jīng)多年研究,采用了特殊的礦化處理技術,研制出了穩(wěn)定廉價的氧化釔砂料與粉料,它在比重、硬度和對鈦液的穩(wěn)定性上,都達到了較好的水平,而在調節(jié)控制殼料漿性能上,表現(xiàn)出更大的優(yōu)越性。用氧化釔型殼制造鈦鑄件的突出優(yōu)點是:在鑄件質量和工藝水平與鎢面層工藝相當?shù)臈l件下,能制造比鎢面層工藝更薄的鈦合金鑄件。目前,該工藝已廣泛用于制造各種飛機、發(fā)動機及民品鑄件。
2.3 稀土鋁合金
中航總研制的含稀土耐熱鑄造鋁合金HZL206,與國外含鎳的合金比較,具有優(yōu)越的高溫和常溫力學性能,并已達到國外同類合金的先進水平。現(xiàn)已用于直升機和殲擊機工作溫度達300℃的耐壓閥門,取代了鋼和鈦合金。減輕了結構重量,已投入批量生產(chǎn)。稀土鋁硅過共晶ZL117合金在200~300℃ 下的拉伸強度超過西德活塞合金KS280和KS282,耐磨性能比常用活塞合金ZL108提高 4~5倍,線膨脹系數(shù)小,尺寸穩(wěn)定性好,已用于航空附件KY-5,KY-7空壓機和航模發(fā)動機活塞。稀土元素加入鋁合金中,明顯改善顯微組織和機械性能。稀土元素在鋁合金中的作用機制為:形成分散分布,細小的鋁化合物起著顯著的第二相強化作用;稀土元素的加入起到了除氣凈化作用,從而減少合金中氣孔的數(shù)量,提高合金的性能;稀土鋁化合物作為異質晶核細化晶粒和共晶相,也是一種變質劑;稀土元素促進了富鐵相的形成和細化,減少了富鐵相的有害作用。α-A1 中Fe的固溶量隨稀土加入量的增加而減少。也對提高強度和塑性有利。
2.4 稀土非全屬材料
稀土有機灌注料XZ-1已用于高性能發(fā)動機控油系統(tǒng)的燃油電磁開關,液壓電磁開關等八種電磁鐵產(chǎn)品,由于成本低,施工簡便,因此可以大量取代環(huán)氧灌注料,具有很好的經(jīng)濟效益。系統(tǒng)防老化橡膠涂料KF-1的研制成功,解決了長期以來飛機油箱使用壽命短的難題,KF-1的投入使用,使得飛機油箱使用壽命由原來的3~5年延長到15~20年,并提高了使用性能,取得了顯著的技術經(jīng)濟效益。含Y2O3的MCrAIY 涂層是發(fā)動機渦輪葉片、導向葉片等發(fā)動機熱端部件用的可設計成分的第三代涂層,已在國外高性能、長壽命發(fā)動機上得到應用。航材院采用磁控濺射沉積工藝和多弧離子鍍技術已研制成功這種涂層系列,其抗熱腐蝕及綜合性能已達到國外同類涂層的先進水平。該涂層系列已被高溫合金、定向凝固合金、單晶合金和Ni-A1 基合金渦輪葉片、導向葉片選用,作為高溫抗氧化涂層已在先進發(fā)動機和地面燃氣渦輪機上使用。Y2O3在該系列涂層中起著涂層與基體合金的“釘扎”作用,顯著提高了涂層與基體的結合力。
稀土添加劑在化學熱處理方面也起到了重要的作用,由于稀土元素具有特定的電子結構和很高的化學活性,在化學熱處理中有顯著的活化作用,對改善滲層的組織和性能及提高滲層速度有明顯的效果。中航總310廠將常規(guī)滲碳、氮和碳氮共滲與加入稀土添加劑工藝進行比較,滲劑中加入稀土元素,初步試驗研究表明滲速可提高30%。加入稀土的高速鋼氮碳共滲硬度Hv從933~946可提高1350~1478。稀土元素用于化學熱處理的方法簡便易行,對設備無特殊要求,對提高產(chǎn)品重量和節(jié)省能源都具有重要意義,有很好的推廣應用價值。
2.5 稀土永磁材料
稀土永磁材料發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已在許多領域里得到了廣泛的應用,成為當代新技術的重要物資基礎。自80年代以來利用釤鈷合金做稀土永磁電機。產(chǎn)品類型包括伺服電動機、驅動電動機、汽車啟動機、地面軍用電機、航空電機等,部分產(chǎn)品出口,釤鈷永磁合金的主要特點是:(1)退磁曲線基本上是一條直線,其斜率接近于逆磁導率,即回復直線近似與去磁曲線重合;(2)具有極大的矯頑力,有很強的抗去磁能力;(3)具有很高的最大磁能積;(4)可逆溫度系數(shù)很小,磁性的溫度穩(wěn)定性較好,由于以上特點,稀土釤鈷永磁合金特別適合在開路狀態(tài)、壓力場合、退磁場情況或動態(tài)情況下運用,并適合制造體積的小的元件。
中航總125廠生產(chǎn)的160LY?.2永磁直流力矩電機使用釹鐵硼(NTP200/64)磁鋼。用釹鐵硼永磁代替釤鈷永磁成本降低,性能提高。該廠生產(chǎn)的QZDM01-H稀土永磁淺車啟動機,使用了釹鐵硼磁鋼,該產(chǎn)品為稀土減速啟動機。使用稀土磁鋼,使啟動機體積小、效率高、輸出力矩大、啟動速度快。國內SmCo系永磁材料的溫度系數(shù)待改進,NdFeB系永磁材料的高溫穩(wěn)定性和耐腐蝕性需要進一步提高,粘結NdFeB系永磁材料還處于研制開發(fā)階段。
永磁材料的發(fā)展先后經(jīng)歷了鐵氧體階段(磁能積4.6MGOe),AINiCo合金階段(磁能積11.5MGOe),SmCo階段(磁能積 31.0MGOe),NdFeB階段(磁能積43MGOe)。鈦鐵硼稀土永磁材料的研制成功,使耳機、揚聲器、步進電機、無芯電機等實現(xiàn)了超小型化。美國通用汽車公司在1000cc汽車發(fā)動機上采用NdFeB永磁體,使發(fā)動機重量減少40~50%,尺寸減少45%。若能提高該材料的使用溫度,將開辟該材料更為廣泛的應用前景。
3 稀土元素在航空材料發(fā)展中的作用
稀土元素在航空材料發(fā)展中的作有是由稀土元素的性質決定的。稀土元素的原子半徑大于常見金屬如Al、Mg等,因此稀土元素在這些金屬中的固溶度極低,幾乎不能形成固溶體;由于稀土元素具有很高的化學活性,稀土元素在化學反應中異常活潑,極易與氣體(如氧)、非金屬(如硫)及金屬作用,生成相應穩(wěn)定的化合物;這些新形成的化合物多數(shù)是溶點高、密度小、化學性質穩(wěn)定,稀土元素在金屬中的作用大體可歸納為如下幾個方面:
(1)減輕非金屬雜質的有害影響。氫是鋼和鋁合金的有害雜質,溶入液態(tài)金屬的氫凝固時以原子態(tài)析出,聚集成分子,導致出現(xiàn)晶間裂紋、疏松和針孔等氫致缺陷,給鑄造、塑性加工和性能帶來嚴重危害,實驗表明鋁及其合金中加入適量稀土(0.1~0.3%)將明顯的降低氫的含量,起到減少氫的危害作用提高合金的性能,此外稀土金屬也有降低鋁中硫和氧含量的效果。其化學反應式如下:
4/3[RE]+2[O]→2/3RE203(固)
[RE]十[H]→REH(固)
RE(瓶)十MnS(固)→RES(固)+ Mn(瓶)
反應生成的稀土化合物,熔點高、比重輕,上浮成渣。而它們的微小的質點則成為鋁結晶過程的異質晶核。
(2)細化晶粒和枝晶組織,提高熱塑性。稀土可細化合金的鑄態(tài)組織,使枝晶網(wǎng)絡更為清晰,從而改善合金的熱塑性。稀土化合物微小的固態(tài)質點提供了異質晶核或在結晶界面上偏聚阻礙晶胞的長大,為鋼液結晶細化提供了較好的熱力條件。
(3)改變夾雜物的形態(tài)和分布。稀土與雜質形成化合物,在晶界析出,改變了原來的固溶存在方式,使夾雜物量降低。
(4)產(chǎn)生強化作用,稀土加入合金中使氫氧和夾雜物量降低,又細化了晶粒和枝晶網(wǎng)絡,稀土與非金屬元素作用產(chǎn)生高溶點的化合物彌散于基體中,稀土與金屬元素生成高溶點的金屬問化合物,即消除粗大塊狀組織,又穩(wěn)定晶界,這些都起到了提高材料強度的作用。(5)稀土的引入提高了含稀土合金材料的耐腐蝕性和抗高溫氧化性能。稀土元素的加入在鑄造、鍛造、焊接、熱處理及表面涂層技術中也作了一些研究,許多都取得了正的效應,但稀土元素在這些熱工藝過程中及制件中所超的作用機理有待進一步開發(fā)研究。
4 稀土在航空材料上的應用展望
由于稀土金屬的原子半徑大,極易失掉最外層2個s電子和次層的5d一個電子或4f的一個電子,而成三價離子。因此稀土金屬在化學反應中異?;顫姡瑯O易與其它物質反應。又由于稀土元素具有電子未完全充滿4f層的特性,而引導出各種磁、電和光的特性效應以及其它特殊性能。稀土元素的這些有吸引力的性能及廣闊的潛在用途,引起了航空材料科學家的極大重視及廣泛的研究,近期的研究重點:
4.1 稀土陶瓷材料
稀土材料在高推比航空發(fā)動機上的應用出現(xiàn)新進展。近年來中航總公司開展了稀土在結構陶瓷方面的應用研究。氮化硅陶瓷具有高溫下強度高、抗熱震性能好、高溫蠕變小等優(yōu)良的性能,是一種最有希望用于高推重比發(fā)動機的新型結構陶瓷材料。氮化硅陶瓷仍遵循著液相燒結機理,需加入一些氧化物添加劑與Si3N4,顆粒表面的出SiO2層反應,生成液相以促進燒結。引入A1203,、MgO等氧化物為燒結助劑后,氮化硅陶瓷的斷裂韌性和強度并不高,但引人稀土氧化物Y2O3即Y203一A1203,或Y2O3一MgO為燒結助劑,氮化硅陶瓷的常溫斷裂韌性和強度得到明顯的改善,但高溫性能并不好。近年來的研究發(fā)現(xiàn)以稀土氧化物Y203和La203為添加劑,材料的力學性能大幅度提高,尤其是高溫斷裂韌性得到明顯改善。研究表明:Y2O3和La203的引入對氮化硅陶瓷中β一Si3N4,晶粒的生長行為有重要影響,從而影響了氮化硅陶瓷的結構和性能。選適當比例和含量的Y203和La2O3作添加劑,可得到軸比較大的β一Si3N4晶粒,這樣使氮化硅陶瓷產(chǎn)生了自增韌的效果。陶瓷屬脆性材料,一般不能用于結構件。為了克服其脆性。通常引入纖維、晶須等增強組份,但這就產(chǎn)生了不同形態(tài)的組份難以均勻分散,給制造工藝帶來困難。目前這一問題正是限制陶瓷料在高技術領域里應用的關健。將稀土氧化物引入陶瓷粉未中,能夠在陶瓷燒結過程中產(chǎn)生原位增韌即自增韌的效果,恰好克服了上述引入纖維、晶須等帶來的制造上的困難。因此在陶瓷材料中引入稀土氧化物,將為陶瓷材料在高新技術領域里開闊一個更為廣闊的應用前景。專用集成電路為適應作戰(zhàn)需要,必須抗輻射加固,提高可靠性,同時集成電路和計算機技術向更高電路密度和更快運算速度發(fā)展,均推動陶瓷材料基片及其封裝向更高性能和更精細工藝方向發(fā)展。作為基片材料,必須滿足低介電常數(shù),高熱導率,高機械強度,與半導體芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)。氮化鋁(AIN)多層基片與傳統(tǒng)的氧化鋁(A1203)基片相比,有較高的導熱率,適用于高功耗、高引線數(shù)和大尺寸芯片,成為近年來航空及軍工行業(yè)開發(fā)的重點。采用稀土氧化釔(Y203,)和氧化鈣混合添加劑,可以降低氮化鋁的燒結溫度,促進燒結。這種摻雜后的氮化鋁(AIN)陶瓷,導熱率260W/(m.K),適于高密度布線,熱阻僅為同樣結構和相同引線數(shù)的氧化鋁封裝的1/4,這種基片已用于含1800個輸入/輸出頭的計算機系統(tǒng)的多層布線陣列的封裝。
4.2 稀土永磁材料
稀土永磁材料是制備高性能微波功率管一行波管的關鍵材料?,F(xiàn)代軍事通訊、雷達、導彈制導和電子戰(zhàn)都需要各種行波管,其特點是工作頻帶寬(2~18GHz),效率高(達50%)。海灣戰(zhàn)爭中美國使用的電子干擾設備、預警飛機、火控雷達、精密制導系統(tǒng),都用了大量高性能寬帶大功率行波管,制造這些高功率行波管的關鍵是高磁能積、低溫度系數(shù)的稀土永磁材料。這材料對實現(xiàn)軍用電機的高效率、小型化和輕質化,以及促進軍用計算機性能的提高也是十分重要的。根據(jù)我國目前稀土永磁材料發(fā)展的實際情況,今后在航空航天領域里稀土永磁材料研制開發(fā)的主要方向有:(1)高穩(wěn)一性SmCo系永磁材料;(2)高工作溫度NdFeB系永磁材料;(3)快淬 NdFeB磁粉及粘結NdFeB系永磁材料;(4)新型SmFeN系永磁材料;(5)低成本、高性能第四代稀土永磁材料。 4.3稀土鋁合金航空用A1-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鋁合金LD7和LD8的工作溫度不能超過270℃,Al-Cu-Mn系的LYI6或2021的工作溫度不能超過 300℃,除了燒結鋁粉末外,還沒有可在350~400℃下工作的鋁合金。Sc能將鋁合金的再結晶溫度提高到450~550℃,共格沉淀相A13Sc特別是與Zr復合形成的A13(ScZr)的熱穩(wěn)定性極高,在350℃或450℃長時間加熱時質點尺寸長大速度極慢,而且能長期保持共格性不破壞,是開發(fā)工作溫度大于350℃的耐熱鋁合金最有希望的合金元素。目前,航空用綜合性能最好的高強高韌鋁合金是A1-Zn-Mg-Cu-Zr系的7075、7150和7010,它用Zr代替了Mn和Cr,顯著提高了合金的淬透性,適于生產(chǎn)厚板(≥75mm)。但是,這類合金的鑄造性能極差,厚向強韌性還不夠高。若加入0.1~0.2%Sr與Zr形成共格沉淀相A13(ScZr),除了增加強度外,還能使再結晶溫度提高。A13Sc質點抑制合金的再結晶,得到未再結晶組織,起到亞結構強化的作用,能改善板材厚向的強韌性。經(jīng)過充分時效,疲勞強度、斷裂韌性(K1c。)和抗應力腐蝕能力(SCR)得到明顯的提高,為火箭和飛行器開發(fā)出新一代超高強高韌鋁合金是完全有可能的。
4.4 稀土高溫合全
稀土元素對改善高溫合金的性能作用顯著。高溫合金用于航空發(fā)動機的熱端部件,但由于在高溫下抗氧化、耐腐蝕及強度的下降,使得航空發(fā)動機性能的進一步提高受到限制。近期的研究表明:鎳基合金中添加少量稀土后,提高了抗硫化性能及高溫強度和熱塑性。鈷基合金中加入0.1~0.2%釔、鎳基合金中加入銅或鈰,能使材料的耐腐蝕性能提高10倍。在鎳鉻合金中,稀土對提高合金的抗氧化性能有明顯的作用,如在Ni-30Cr合金中加0.3%Y;0.05% La和Ce,合金在1200℃和1300℃下的壽命分別為2970小時和613小時,而未加稀土同一鎳鉻合金,在上述溫度下,其壽命僅為1518小時和 270小時。稀土元素對高技術新材料研究與發(fā)展有密切的關系,更深入地研究稀土元素在航空材料中的作用及其機理,稀土元素對性能變化的影響規(guī)律,從而更廣泛地探求新的航空材料,開發(fā)高技術產(chǎn)品乃是稀土材料研究者的歷史使命。近年來偏重于研究稀土對改善材料性能的作用,而對稀土的作用機理研究得不夠,為使稀土在材料中的應用建立在扎實的科學基礎上,為了開發(fā)更多更好的稀土金屬及非金屬新材料,必須就稀土對材料的改性機理進行系統(tǒng)深入的研究。結合我國豐富的稀土元素(La、Ce、Nd、Yb、Dy、Sc等),開展這些稀土與材料學的系統(tǒng)深入研究,旨在為有效合理利用各個稀土的特性開拓新的應用途徑,取得更多的稀土一材料專利,將我國稀土材料建立在自己的知識產(chǎn)權上。
航空稀土開發(fā)應用在“七五”、“八五”期間,通過稀土元素對新材料的作用及提高材料的應用功能,延長其使用壽命,提高經(jīng)濟效益等方面做了許多工作。但在稀土材料的開發(fā)應用方面,在更好發(fā)揮航空稀土材料功能方面還遠沒有挖掘出巨大的潛力,仍需要我們繼續(xù)不懈的努力開發(fā),更進一步的深入研究與應用。稀土作為我國在國際上的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),其國際市場的占有率逐年提高,其地位也越來越重要。我們應該抓住機遇,加速稀土在航空工業(yè)的開發(fā)和應用。綜上所述,稀土元素有強化金屬材料,減少其雜質的有害影響、改變夾雜物的形態(tài)和分布、提高抗腐蝕和抗氧化性能等作用。已經(jīng)發(fā)展了許多航空用稀土鎂合金、鋁合金、鈦合金、高溫合金及功能材料,并在應用中取得了良好的技術經(jīng)濟效益,但這些已取得的成就與稀土在航空材料發(fā)展中特殊作用及其潛在的用途相比,只能說是開發(fā)稀土的一個良好開端,這點成績與我們稀土大國的地位也極不相稱。為充分滿足國民經(jīng)濟和高技術發(fā)展的需求,今后應該在航空稀土材料應用基礎理論和科研究成果的工程應用兩個方面加強研究,并加大投資力度,為稀土的深入開發(fā),加速我國稀土材料發(fā)展,建立具有中國特色的材料科學及其工程應用體系,充分發(fā)揮我國稀土資源優(yōu)勢。
關于《mc130j特種飛機》的介紹到此就結束了。