鋁基碳化硅增強鋁基復合材料航天領域應用

在冷戰(zhàn)結束后的20世紀90年代，由于各國對國防工業(yè)投資力度的減小，即使是航空航天等高技術領域，也越來越難以接受成本居高不下的纖維增強鋁基復合材料。而隨著現代化航空航天領域的火熱，碳化硅顆粒增強鋁基復合材料近年來重新得到關注。鈞杰陶瓷專業(yè)加工生產各種陶瓷復合材料，鋁基碳化硅精密難度其實是比較大的，需要有專業(yè)的設備，更需要專業(yè)的技術人員。鈞杰陶瓷現在已經可以對鋁基碳化硅材料進行打孔，開槽，螺紋加工等專業(yè)精密加工。鈞杰陶瓷聯系電話：134_128_56568。

特別是最近幾年來，它作為關鍵性承載構件終于在先進飛機上找到了出路，且應用前景日趨看好，接下來盤點碳化硅顆粒增強鋁基復合材料在航空航天領域所獲得的一系列成功應用。

在美國國防部“TitleE”項目支持下，DWA復合材料公司與洛克希德·馬丁公司及空軍合作，將粉末冶金法制備的碳化硅顆粒增強鋁基（6092Al）復合材料用于F16戰(zhàn)斗機的腹鰭，代替了原有的2214鋁合金蒙皮，剛度提高50%，使壽命由原來的數百小時提高到設計的全壽命8000h，壽命提高幅度達17倍。

美國空軍早前已將這種鋁基復合材料腹鰭作為F16戰(zhàn)斗機的備用件，正在逐步更換。O gden空軍后勤中心評估結果表明：這種鋁基復合材料腹鰭的采用，可以大幅度降低檢修次數，全壽命節(jié)約檢修費用達2600萬美元，并使飛機的機動性得到提高。

在直升機上的應用方面，歐盟率先取得突破性進光學研究中心合作，采用碳化硅顆粒增強鋁基復合材展，英國航天金屬基復合材料公司（AMC）采用高能球磨粉末冶金法研制出了高剛度、耐疲勞的碳化硅顆粒增強鋁基（2009Al）復合材料，用該種材料制造的直升機旋翼系統(tǒng)連接用模鍛件（漿轂夾板及袖套），已成功地用于Eurocopter公司生產的N4及EC120新型直升機。其應用效果為：與鋁合金相比，構件的剛度提高約30%，壽命提高約5%；與鈦合金相比，構件重量下降約25%。

與低體分的結構級碳化硅顆粒增強鋁基復合材料相比，光學儀表級的中等體分（35%～45%）碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的功能化特性比較突出，即不僅具有比鋁合金和鈦合金高出一倍的比剛度，還有著與鈹材及鋼材接近的低熱脹系數和優(yōu)于鈹材的尺寸穩(wěn)定性。

因此，該種復合材料可替代鈹材用作慣性并被譽為“第三代航空航天慣性器件材料”。已被正式用于美國某型號慣性環(huán)形激光陀螺制導系統(tǒng)，并已形成美國的國軍標（MILM 46196）。此外，還替代鈹材被成功地用于三叉戟導彈的慣性導向球及其慣性測量單元（IMU）的檢查口蓋，并取得比鈹材的成本低三分之二的效果。

采用無壓浸滲法制備的碳化硅顆粒鋁電子封裝復合材料工程應用的實例最多、影響也最大。例如，在F22“猛禽”戰(zhàn)斗機的遙控自動駕駛儀、發(fā)電單元、飛行員頭部上方顯示器、電子計數測量陣列等關鍵電子系統(tǒng)上，替代包銅的鉬及包銅的殷鋼作為印刷電路板板芯，取得了減重70%的顯著效果。由于此種材料的導熱率可高達180W（m·K），從而降低了電子模塊的工作溫度，減少了冷卻的需要。除印刷電路板板芯外，這種材料被用于F22戰(zhàn)斗機的電子元器件基座及外殼等熱控結構。

另外，已正式采用無壓浸滲法制備的碳化硅顆粒鋁電子封裝復合材料的航空航天工程還包括：F18“大黃蜂”戰(zhàn)斗機、歐洲“臺風”戰(zhàn)斗機、EA 6B“徘徊者”預警機、ALE2型誘餌吊艙等航空器，以及摩托羅拉銥星、火星“探路者”和“卡西尼”深空探測器等著名探測器。

除了列舉的幾點之外，碳化硅顆粒增強鋁基復合材料在航天領域空間上應用發(fā)展的潛力巨大，可以預見的是，在未來航天航空領域的緊俏勢必會帶動相關合金材料的技術發(fā)展。