简介:关于航空新材料方面的论文题目、论文提纲、航空新材料论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
一、航空新材料重点领域发展现状
航空新材料的重点领域包括航空铝材、航空钛材、航空钢材和航空碳纤维复合材料等.由于中国航空装备早期以引进机种为主,因此材料的选用主要沿用国外材料体系,对外依赖性较强.近几年来,在自主创新思想的指引下,国内新型机种不断推出,对新材料的自主供给能力提出了新的要求,从而促进了中国航空新材料的发展.但是目前航空新材料产业的整体水平与国际先进水平相比还存在一定的差距,尤其是应用基础薄弱、品种规格不全、性能不够稳定等问题,严重影响了新材料在航空装备上的推广和应用.
1. 航空铝材发展现状
航空铝材是一种超高强度变形铝合金,目前广泛应用于航空工业.其具有较好的力学和加工性能,固溶处理后塑性好,热处理强化效果好,一般在150℃ (甚至更高）以下有高的强度,韧性好,是理想的结构材料.此外航空铝材质量轻,轻量化效果显著,已经取代钢材并占据当前航空材料的主导地位.航空装备对铝材的要求较高,是铝材的重要高端应用市场.虽然航空用铝材受到来自复合材料与钛材等的替代竞争,但在可预见的相当长时期内仍是一种不可或缺的材料,特别是在支线飞机制造中,铝材用量将占其用材总量的80%以上.
在中国,航空铝合金的研制和应用是从20世纪50年论文范文始的,最初是为了配合飞机维修和仿制的需要.在20世纪80年代中期开始7075、2024、7475等合金的研究工作,但材料的规格远没有达到欧美国家的水平.90年代以后,国内开展了对7A55、6A60、高阻尼铝合金、耐热铝合金以及铝锂合金的研究,但研究水平还不成熟,论文范文居高不下,与国外先进技术具有较大的差距,飞机用厚板基本上依赖进口.
为替代进口并提升产品附加值,目前国内至少有10家铝板生产企业均着力研究航空用铝厚板的生产技术,包括西南铝业（集团）有限责任公司（简称“西南铝业”）、南南铝业股份有限公司（简称“南南铝业”）、山东南山铝业股份有限公司（简称“南山铝业”）等铝企均致力于到2015年为国产大飞机开发和制造航空用厚板.项目投资区域主要集中在东北、西南、长三角等地.其中,东北地区以东北轻合金有限责任公司（简称“东北轻合金”）、辽阳忠旺铝型材有限公司（简称“忠旺铝材”）为龙头；长三角地带吸引外资能力较强,也具有较强的生产研发实力；西南地区主要分布在重庆和南宁.中国航空用铝企业分布详见图1.
飞机制造业对铝材的需求主要体现在铝合金厚板上,特别是热处理可强化铝合金厚板.航空级铝合金厚板大部分都是用可热处理强化铝合金轧制的,而可热处理强化铝合金厚板是一类高技术高附加值产品.由于装备和技术上的原因,中国的航空级铝厚板预计要到2015年才能满足国民经济建设和国防建设的需求.目前航空级铝厚板在国内市场上还是一种比较紧俏的产品,发展航空铝合金在厚大截面材料整体化制造、铝合金整体构件低成本制造等方面有很高的产业投资前景.
2. 航空钛材发展现状
钛合金是航空工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能.钛合金能够进行各种方式的零件成形、焊接和机械加工,加上近10年的使用经验,钛合金铸件在飞机结构件的使用安全可靠性已为设计人员普遍接受,目前主要应用在飞机襟翼滑轨、受力不太大的中小型结构件、轴承壳体、支架、接头、转接圈、压气机机匣、钛合金精铸整体叶轮、发动机转子空心叶片钛合金精铸件等部位.钛合金在国外民用飞机上的用量也随飞机设计和性能水平的提高而不断增加,其用量占飞机结构质量的百分比已成为衡量飞机用材先进程度的重要标志之一.
在中国,由于航空制造业起步较晚,钛及钛合金在航空领域用量不大,但近几年,随着钛合金加工行业的迅速发展,钛及钛合金板材的应用有了较大的进展.目前,在航空领域,大规格钛板主要应用于超塑成形飞机的腹鳍、壁板和板筋等零部件.机身上常用到的钛板材主要是蒙皮,厚度在1m m左右,用于飞机机身蒙皮的钛板材比飞机发动机的用量更大.
中国的海绵钛产业集中在辽宁省和贵州省.其中,贵州遵义钛厂已经获得了德国蒂森克虏伯公司的航空级海绵钛认证.中国钛材以板材为主,其次为管材,航空用钛约占钛材产量的10.1%.航空用钛生产企业主要集中在上海、陕西和辽宁.其中,辽宁钛产业集群借助资源优势在发展钛下游产业的同时也着力进行航空级钛的研发工作；宝钛集团作为世界知名的钛材企业,在航空用钛方面也有一定的拓展.中国航空用钛企业分布如图2所示.
3. 航空钢材发展现状
尽管在飞机制造中钢的应用比重不断下降,但由于钢具备高强度、高韧性、高耐应力以及良好的抗冲击性能,飞机的一些关键承力结构件如起落架、大梁、大应力接头、高应力紧固件等仍在继续使用钢材.无论是在半成品生产中,还是在复杂结构件的制造中,尤其是在以焊接作为最终工序的焊接结构件生产中,钢材都是难以替代的材料.在现代飞机结构中,钢材用量大约在5%～10%的水平.长期以来,飞机制造业使用最多的是高强度钢材.通常把抗拉强度高于800MP a,屈服强度高于500MPa的不锈钢称为高强度不锈钢,把屈服强度高于1 380M P a的不锈钢称为超高强度不锈钢.
按照生产工艺的不同,高强度不锈钢可以分为沉淀硬化不锈钢和时效不锈钢2大类.沉淀硬化不锈钢可以分为半奥氏体沉淀硬化不锈钢、马氏体沉淀硬化不锈钢和奥氏体沉淀硬化不锈钢.半奥氏体沉淀硬化不锈钢主要用于航空工业中在400℃以下工作的耐蚀承力结构件,如各种管道、管接头、弹簧、紧固件等；马氏体沉淀硬化不锈钢主要用于发动机承力件、紧固件等.奥氏体沉淀硬化不锈钢主要用于制造喷气发动机涡轮、叶片、机身、紧固件、高强弹簧等.时效不锈钢可以分为马氏体时效不锈钢和铁素体时效不锈钢.马氏体时效不锈钢可用于制造航空工业中的弹簧、紧固件、承力结构件等.铁素体时效不锈钢中含有足够高的铬、钼、铜和镍,使该钢耐海洋气候腐蚀的能力大大提高.
虽然中国是一个钢铁生产大国,也是不锈钢生产大国,但受生产技术和质量管理水平等因素的限制,中国高级特殊钢产量和质量均不能完全满足国内市场的需要.作为特殊钢种的高强度钢材,国内产品性能还不稳定,品种规格也不能完全满足国家经济和国防建设的需求.国内能够生产高强度钢材的厂家不多,重点企业有抚顺特殊钢股份有限公司（简称“抚顺特钢”）、大冶特殊钢股份有限公司（简称“大冶特钢”）、宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司（简称“宝钢特钢”）等,详见图3.
4. 航空碳纤维复合材料发展现状
碳纤维复合材料强度大、模量高、比重小、质量轻,具有耐高温、耐疲劳、耐腐蚀、耐高导和耐稳定性等一系列优异性能,可以减轻航空器的质量,节省油耗,提高航速,因此在航空飞行器领域的应用非常迅捷,甚至出现取代一部分铝合金材料的趋势.碳纤维复合材料在航天中主要被用作结构材料,如主翼、尾翼和机体、方向舵、起落架、副翼、扰流板、发动机舱、整流罩及座板等,此外还有C/C刹车片等.
中国航空用高性能碳纤维依然处于起步阶段.由于日美等国对碳纤维原丝技术实施技术禁运和封锁,目前中国碳纤维的生产主要集中在合成材料与终端应用环节,生产技术和设备规模与国外相比均有较大差距,成本差异很大,导致中国碳纤维产品缺乏市场竞争力.
目前,我国碳纤维生产企业主要集中在吉林和长三角沿海地区.吉林依托化工资源,在军工领域的应用有较大突破,重点企业为中国中钢集团公司的全资子公司东方神州碳纤维公司,该公司为目前高端军品用碳纤维的惟一供货商.长三角地区吸引外资能力较强,借助于区位优势和政策扶持孕育了包括中简科技发展有限公司、中复神鹰碳纤维有限公司（简称“中复神鹰”）等一系列碳纤维生产、研发的龙头企业,海峡两岸签署的“两岸经济合作框架协议（A C F A）也帮助台塑的碳纤维以较低关税进入大陆,加速我国碳纤维产业优胜劣汰的进程.
复合材料的应用将使飞机结构减重10%～40%、结构设计成本降低15%～30%,在未来10年期间,在商业飞机、支线飞机、军用飞机、民用飞机、直升机和其他航空航天领域的需求较大,具有广阔的产业前景.新型高复合材料飞机的引进和维修需求的增长,将使航空复合材料市场在未来具有较大的发展空间.
二、航空新材料产业发展趋势
1. 关键技术前瞻
（1）铝及铝合金关键技术研发超级铝合金材料：“国家中长期科学和技术发展规划纲要”提出研发微合金化、超细化、高均匀度、高纯度的超级铝合金材料.
研发大规格/厚截面高性能铝合金材料制备技术：包括大规格高合金化优质大坯锭的熔铸技术,大规格/厚截面高性能铝合金材料塑性加工技术,大规格/厚截面高性能铝合金材料热处理技术等；
高性能铝合金材料/构建一体化制造技术：大型整体框梁主承力构件成形成性制造技术,整体壁板构件/材料一体化制造技术,纤维铝合金层板制造技术等.
（2）钛及钛合金关键技术
提升海绵钛技术水平及其质量：具体包括海绵钛原料的提升；通过技术改造和技术创新,提升海绵钛生产的核心竞争力,提升海绵钛的纯度、粒度、硬度和批次稳定性.
钛加工关键技术：发展冷床炉熔炼技术,生产大型优质钛锭；重点解决大规格、高性能钛合金棒材,宽幅板材（包括中厚板和薄板）,高精度、高性能的航空用板材,发展钛-钢、钛-不锈钢类层状负荷材料,实现大型钛设备的国产化,发展先进钛加工装备制造技术,实现中型钛加工设备的国产化.
（3）高品质特殊钢关键技术装备关键设备：真空感应炉、真空自耗炉、挤压机等.
关键技术：炉外精炼超高纯冶炼、双真空超纯冶炼、高均质化冶炼技术等.
（4）碳纤维复合材料关键技术装备关键设备：预氧化炉、高低温碳化炉、恒张力收丝机、高温石墨化炉等.
关键技术：聚丙烯腈基（P A N）碳纤维的原丝产业化生产技术,专用纺丝油剂和碳纤维上浆剂等.
2. 重点方向
根据《新材料产业“十二五”发展规划》,航空新材料得到了国家产业政策大力扶持,表1是中国航空新材料产业的重点发展方向.
三、航空新材料总体布局特征
依托区域优势,已形成以东部为龙头,中西部特色集聚的格局.目前,中国航空新材料产业的发展依托各区域的特色优势,已初步呈现围绕下游航空装备产业发展的集群化分布特征,形成环渤海、长三角和中西部地区3大集聚区.其中环渤海和长三角地区为龙头区域,主要承担航空新材料的研发、特殊钢材高端制造等功能,研发能力强,材料种类多；中部地区依托雄厚的原材料工业基础,加快航空新材料产业技术创新,大力提升高技术含量,高附加值的精深加工产品,不断壮大航空新材料产业规模.西部地区依托雄厚的资源基础,依托重点企业,加快促进资源转化,形成了一批特色鲜明,比较优势突出的航空新材料产业集群；东北地区作为老工业基地,具有较强的工业优势,航空新材料产业发展潜力日益凸显.
四、航空新材料空间演变趋势
1. 将呈现“强者愈强、特色发展”的空间演变趋势
随着中国航空新材料领域自主研发水平的提升,替代进口产品的速度将进一步加快,未来中国航空新材料产业将快速发展.环渤海、长三角地区已经逐渐成为中国航空新材料的产业聚集区域,高校和研究院所众多,并拥有资金、市场等优势,航空新材料的高端要素必将进一步向这些区域聚集,产业规模将不断扩大,呈现“强者愈强”的态势.而中西部地区在国家政策的推动下,依托其资源优势及工业基础,航空新材料产业集群亦会开始涌现,表现出“特色发展”的特征.
2. 研发与制造分离,区域分工更加明晰
航空新材料产业的布局将呈现明显的分工.研发与总部环节将进一步集中到北京、上海、重庆等直辖市及西安、沈阳、宝鸡等区域中心城市.而受土地等要素的制约,航空新材料的制造环节在中心城市不能完全满足需求,将向中心城市周边扩散.高品质特殊钢、铝合金、钛合金等航空金属新材料的制造与研发需要传统基础材料作依托,利用先进的制造工艺进行改进,将主要依托原有的大型企业进行生产,如宝钢、西南铝业、宝钛等.而碳纤维材料国内刚刚起步发展,新建、筹建的项目较多,很多传统材料领域的企业均意图在该领域有所突破,因此布局的不稳定因素较大,在地方政府的扶持下,格局还可能发生改变.
新材料:南昌航空大学材料学院团委信息中心2009年新成员交流会
3. 基地带动区域发展,具有较强的辐射效应
航空材料的发展离不开下游市场,因此各类航空产业基地的建设将有效促进航空新材料领域技术、人才、资金、政策等要素的聚集,未来以基地为主的区域集群将进一步凸显.随着各类航空产业基地建设步伐的加快,全国各主要区域的航空新材料产业集群对周边地区的示范带动作用也逐渐呈现.如中国商飞组建后,以上海为中心的航空产业基地已经辐射到浙江、江苏等地,兴建了大量的航空新材料项目,形成了有利于区域经济协同发展的航空产业体系；陕西宝鸡的国家钛材料高新技术产业化基地协同西安阎良国家航空高技术产业基地也将发挥其区域带动作用,带动周边航空新材料产业的发展.
五、重点城市航空新材料产业发展概况
1. 北京：门类齐全的研发中心
特色优势：拥有北京航空材料研究院、北京航空航天大学材料科学工程学院等专门从事航空新材料研究的开发科研单位和清华大学、北京大学、中国科学院等60多家新材料研究开发机构,在航天新材料领域具有较强的研发能力.
基地情况：拥有中关村永丰新材料产业基地、昌平高端金属材料聚集区、怀柔特种金属功能材料聚集区、顺义高端金属结构材料聚集区等多个从事航空材料研发与生产中心,航空新材料产业聚集程度较高.
龙头企业：包括中航工业北京航空材料研究院、北京长空机械公司、中航工业复合材料研发工程中心等.中航工业北京航空材料研究院研发的航空结构用高性能损伤容限型钛合金材料及应用技术,已实现了在5个机种上的装机领先应用.
2. 上海：实力雄厚的产研基地
特色优势：中国重要的基础原材料工业基地和新材料研发制造基地之一,具有加快推进新材料高新技术产业化的基础条件.
基地情况：拥有上海闵行国家民用航天产品基地.上海闵行国家航天产品基地重点发展民用航天航空主导航天新材料等领域,形成一定规模的航天产业链和产业群.
龙头企业：宝钢特钢具有近40年航空、航天用特种钢材的研发、制造经验.目前,宝钢特钢围绕“大飞机”项目进行的超纯净化冶炼工艺研究、大锭型自耗重熔工艺研究、大尺寸材均质化工艺研究、大尺寸材锻造工艺研究等科研课题也已全面展开.
3. 宝鸡：新型钛材的制造龙头
特色优势：宝鸡的有色金属资源集中,目前全力打造航空专业化发展的区域平台,现有钛、钨、钼、钽、铌、锆、铪等稀有贵金属研发生产企业多达300余户,形成了“海绵钛— 钛铸锭—钛加工材—钛合金材—钛复合材—钛材深加工产品”的完整产业链.
基地情况：拥有惟一的国家钛材料基地.以钛产业为主体的宝鸡国家新材料高技术产业基地将助力宝鸡完善钛及钛合金产业链,推进其航空新材料研发的快速发展.
龙头企业：宝钛集团、西部超导公司、西部钛业公司等.宝钛集团不仅是钛及钛合金材料研发和生产龙头单位,也是国、军标的主要起草制订单位.在大飞机用高性能钛合金材料研制方面达到了国际先进水平,是国内惟一的波音和空客2大飞机制造商指定钛材供应商,在航天领域等高端钛材市场占有率正在逐步提高.
4. 重庆：轻质合金的价值高地
特色优势：全国大中城市中矿产资源最富集的地区之一,在轻质合金、有色金属领域均有较强的产业优势.
基地情况：目前拥有西彭铝产业新型工业化示范基地、重庆国家科技攻关镁合金应用及产业化基地.其中,西彭铝产业基地拥有全国最先进的连铸连轧生产线和为国产大飞机项目配套的铝合金厚板生产线,重庆镁合金项目重点关注航空轻量化零部件开发与产业化,预计2020年建成.
龙头企业：西南铝业在航空铝材方面的技术研发不断突破.西南铝业与北京有色金属研究总院共同开展新型合金超大厚度锻件及预拉伸板的工业化试制工作,材料制品的性能已完全达到国产大飞机的相关设计要求.目前,西南铝业是国内惟一一家获得美国波音公司精密航空模锻件和锻坯生产许可的企业,同时还与空中客车公司签署铝板及铝型材采购框架协议,成为全球领先飞机制造商的合格供应商.
5. 西安：碳纤维复合材料的领先区域
特色优势：具有较强的航空产业优势,已经形成以航空装备为主、航空服务为辅、产业链完整、多元相关协调发展的航空产业聚集区.
基地情况：目前拥有西安阎良航国家航空高技术产业基地,基地将重点发展高性能碳纤维和碳纤维应用等先进复合材料,建设特种新材料先进制造示范基地.
龙头企业：西安航天复合材料研究所、西安航空制动公司在高性能碳纤维、碳/碳复合材料及制品、树脂基复合材料等技术领域处于国内领先水平,在T300碳纤维生产、飞机碳刹车盘等方面实现了规模化生产,主要产品市场占有率居国内主导地位.
6. 沈阳、辽阳、抚顺：历史悠久的工业基地
特色优势：以沈阳为龙头的辽宁老工业基地在产业基础优势、人才集聚优势、技术装备方面优势突出,在航空新材料领域发展迅速,“十二五”新材料规划重点扶持东北高品质特殊钢基地.
基地情况：以沈阳国家民用航空高技术产业基地为核心,基地定位重点建设高性能碳纤维复合材料产业基地、金属新材料产业园,大力开发金属新材料和先进复合材料,构建产业链条,推进自主创新平台建设.
龙头企业：在老企业抚顺钛厂的带动下,沈阳金属加工厂、抚顺特钢和沈阳东方钛业股份有限公司等近年新建的多家民营钛企业产量已占全国海绵钛的40%以上,具有较强的产业集中优势.此外,忠旺铝业作为全球领先的工业铝型材研发制造商,也在着力开发航空航天铝中厚板,预计2014年投产.
六、中国航空新材料产业区域发展策略
1. 制定科学规划,统筹区域发展
赛迪建议地方政府积极关注航空新材料产业的发展趋势,结合国家《新材料产业“十二五”发展规划》和《民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)》等相关规划,了解把握航空新材料产业发展现状,从资源、技术、人才、市场等多个方面对当地的资源能力进行分析评价,确定当地适合发展的航空新材料领域类型.建议原材料工业基础较强的地区,如铝资源丰富的河南、山东、广西等省份,积极推动现有企业向航空新材料领域拓展,并提升航空材料的精加工水平.建议市场经济较为活跃而原材料产业基础并不明显的地区,如江苏、浙江等省份,积极发展碳纤维等航空用先进复合材料.
2. 重视基地建设,推进产业集群
积极推进航空产业基地的建设,对于航空新材料产业的发展意义重大.在航空产业基地的建设过程中,地方政府需要加强引导,培育航空新材料产业集群化发展.通过专业性、特色化基地建设,有效地整合资本、人才、技术等要素,形成以航空新材料为载体,资源、环境一体化发展的产业体系.同时,可以发挥重大项目的带动作用,凝聚航空新材料产业的上下游,针对当地产业链缺失或薄弱环节,积极引进关键项目和企业,形成纵横交错的产业集群体系.
3. 完善配套服务,提升区域引力
地方政府要注重搭建服务平台,加强研发、中试、产业化等一系列公共平台的建设.支持本地材料企业积极获取进入航空领域的相关认证.鼓励材料企业与航空装备企业在研发等方面的互动,推动产学研合作体系的建设,提高产业聚集区的竞争力.同时,地方政府应该完善金融服务体系,充分发挥地方政府产业发展资金的引导作用,带动社会资本向航空新材料产业流动.建立完善的融资担保、研发保险、融资租赁等金融服务体系,降低投资风险.此外,地方政府还可以在用地、财税等方面为入驻的航空新材料企业提供一定的优惠条件,吸引一批专业化、高成长的企业.
1.0.3969/j.issn.1008-892X.2013.08.007
总结：本论文是一篇免费优秀的关于航空新材料论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
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