太空工業用什麼材料

❶ 航空器材用什麼合金材料做成的

新型航空材料鋁鋰合金
新材料是航空航天技術的重要基礎，航空航天技術的發展又不斷對材料科學提出新的問題和要求。鋁鋰合金是近十幾年來航空金屬材料中發展最為迅速的一個領域。
鋰是世界上最輕的金屬元素。把金屬鋰作為合金元素加到金屬鋁中，就形成了鋁鋰合金。加入金屬鋰之後，可以降低合金的密度，增加剛度，同時仍然保持較高的強度、較好的抗腐蝕性和抗疲勞性以及適宜的延展性。因為這些特性，這種新型合金受到了航空、航天以及航海業的廣泛關注。正是由於這種合金的許多優點，吸引著許多科學家對它進行研究，鋁鋰合金的開發事業猶如雨後春筍般迅速發展起來了。
1983年在巴黎國際航空博覽會上，世界上兩家最大的鋁合金生產企業--英國阿爾康鋁業公司和美國阿爾考鋁業公司，同時宣布研製成功新的革命性材料--鋁鋰合金。專家們認為，鋁鋰合金是從1943年發明鋁鋅系高強合金以來，鋁合金研究和開發的又一個里程碑。
其實，鋁鋰合金並不是個新鮮概念。對這種材料的認識經歷了相當長的時間。由於鋰的密度小，在鋁中的溶解度高，長期以來人們就把鋰看作鋁的親密合作夥伴。早在上世紀20年代，科技工作者就對鋁鋰合金進行過許多評論。1924年，德國研製成功一種工業鋁鋰合金——司克龍。這是一種僅含0.1%鋰的鋁鋅合金。它的機械性能比當時盛行的鋁鎂合金——杜拉鋁要稍好一些。由於當時杜拉鋁已得到公認，所以影響了司克龍合金應受到的廣泛重視。1943年，高強度的鋁鋅鎂銅合金問世，再一次低估了鋁鋰合金的工業價值。1957年，英國研製成功了含鋰1.1%的X－2020鋁合金。這種合金用於美國艦載超音速攻擊機的機翼和水平尾翼的蒙皮上，取代原設計中的鋁合金後，RA－5C飛機的重量減輕6%。前蘇聯的科技工作者同時也研製出了一種含鋰2%的鋁合金。又經過10年徘徊，到1967年發生了世界范圍的能源危機後，各國又重新開始大規模研究鋁鋰合金。由於冶金技術和相關技術的發展，使含鋰量更大、密度更小、強度更高的鋁鋰合金的出現成為可能。據認為，目前許多先進的戰斗機和民航飛機大都採用了這種合金。鋁鋰合金的成本大約只是碳纖維增強塑料的1/10。如果採用鋁鋰合金製造波音飛機，重量可以減輕14.6%，燃料節省5.4%，飛機成本將下降2.1%，每架飛機每年的飛行費用將降低2.2%。可以預料，隨著材料科學的發展，將有越來越多的新型合金進入航空航天業、各個工業部門及千家萬戶。

❷ 太空時代不可或缺的金屬材料是什麼

作為航空航天工業的基礎，材料工業的發展決定著國防工業所能攀爬的高度，所謂的「一代材料，一層高度」是航空航天科技圈的真實寫照。

通常條件下，航空航天飛行器是在超高溫、超低溫、高真空、高應力、強腐蝕等極端條件下工作，除了依靠優化的結構設計之外，更主要的是依賴於材料所具有的優異特性和功能。由此可見，航空航天材料在航空航天產品發展中的具有極其重要的地位和作用。

單晶高溫合金

單晶高溫合金在950-1100℃ 溫度范圍內具有優良的抗氧化、抗熱腐蝕等綜合性能，成為高性能先進航空發動機高溫渦輪葉片的主要材料。我國研製了 DD402、DD406等單晶合金。其中第一代單晶合金DD402在1100℃ 、1300MPa應力下持久壽命大於100h ，適合製作工作溫度在1050℃以下的渦輪葉片，是國內使用溫度最高的渦輪葉片材料；第二代單晶合金DD406含2%Re，使用溫度可達800-1100℃ ，正在先進航空發動機上進行使用考核。

鎳基超合金

鎳基超合金具有良好的高溫蠕變特性、高溫疲勞特性以及抗氧化、抗高溫腐蝕等綜合性能，滿足了高推重比先進發動機的使用要求。為了使渦輪機葉片能夠承受遠超過Ni熔點的溫度，除了升高Ni基超合金的使用溫度外，還在基體表面塗敷絕熱層 （TBC），以及採取冷卻措施等降低基體溫度。CMSX-10、Rene N6等含Re為5%-6%的第3代單晶體Ni基超合金，其使用溫度達到1050℃ 。近年來美國通用電氣公司（GE）、法國史奈克馬公司（SENCMA）和日本國家材料科學研究所（NIMS）開發了第4代單晶體Ni基超合金，該合金不僅添加了Re，還添加了2%-3%的Ru，以提高合金組織的穩定性。 NIMS研製了第 5代單晶體Ni 基超合金，在第 4代合金的基礎上增加了 Ru 含量，使合金的耐用溫度達到 1100℃ 。

金屬間化合物

金屬間化合物是近幾十年來研究的一類前景廣闊、低密度的高溫材料。目前，金屬間化合物中熔點超過1500 ℃的就有 300多種，其中 Mo3Si、 Re3Nb、 W2Hf2等金屬間化合物的熔點都超過了2000℃ 。近年來Ti-Al 和 Ni-Al系材料的力學性能及應用研究取得了令人矚目的成就。

難熔金屬材料

難熔金屬（ W、Re 、Mo、Nb等）及其合金具有高熔點、耐高溫和強抗腐蝕能力等優點，應用於固液火箭發動機和航天發動機等場合。其中研究和應用最多的主要是 W、Re 、Mo、Nb等金屬。

金屬陶瓷材料

金屬陶瓷是介於高溫合金和陶瓷之間的一種高溫材料。碳硅化鈦（Ti3SiC2）是其中研究最多的一種材料，具有耐高溫、抗氧化能力強、強度高、熱穩定性高的特點，又具有金屬材料的導電、導熱、可加工性、塑性等優異性能，是一種綜合陶瓷材料。碳硅化鈦在1200-1400℃ 高溫下，強度比目前最好的耐熱合金還高，又易加工，故完全可作高溫結構材料用，其高溫強度與抗氧化、抗熱震等性能優於 Si3N4，有可能用於未來航空發動機製作導向葉片或渦輪葉片。

金屬基復合材料

金屬基復合材料與傳統金屬材料相比，具有更高的比強度、比剛度、耐高溫和結構穩定性等優異性能。鈦基、鈦鋁化合物基和高溫合金基復合材料耐溫能力較強，是航空發動機中溫（650-1000℃）部件的候選材料。

陶瓷基復合材料

陶瓷基復合材料具有密度低、耐高溫、高熱導率、高彈性模量等優異的物理性能，並能在高溫下保持很高的強度、良好的抗熱震性和適中的熱膨脹率，對減輕發動機渦輪葉片質量和降低渦輪葉片冷氣量意義重大，是高溫領域最有前途的材料。在2000℃ 以上氧化氣氛中可用的候選材料主要是碳化物和硼化物。

樹脂基復合材料

樹脂基復合材料憑借比強度高、比模量高、耐疲勞與耐腐蝕性好和阻噪能力強等優點，在航空發動機冷端部件（風扇機匣、壓氣機葉片、進氣機匣等）和發動機短艙、反推力裝置等部件上得到了廣泛應用。樹脂基復合材料已經發展到了耐溫 450℃ 的第四代聚醯亞胺復合材料，形成了從 280-450℃ 涵蓋四代的耐高溫樹脂基復合材料體系。

防護塗層

目前，對於鎳基高溫合金而言，主要使用的防護包括擴散塗層、包覆塗層、熱障塗層及新型高溫塗層。

❸ 對於太空探索技術來說，什麼材料比不銹鋼更有效、成本更低呢

星際飛船最初的設計是使用碳纖維做一切。他們甚至製作了原型。

這個是有史以來最大的碳纖維結構之一。後來，它進行了毀滅性的壓力測試，完全能夠在8.5巴的壓力下保存液氧。

當溫度過高時，碳纖維也不適合使用。在華氏400度以上，粘合碳纖維的樹脂開始分解融化，碳纖維就會失去所有的強度。

所以,如果你想要一個碳纖維火箭可以進入大氣層,它需要站起來氣溫高達華氏1750度,你需要把一個嚴重的熱量碳纖維屏蔽外,它是一個可靠的覆蓋,甚至一個小缺口將導致碳纖維的焊穿,然後——如前所述整個火箭必須更換。

碳纖維也能很好地傳遞熱量，這意味著你需要一個雙層的容器，在桶里有水箱。這有效地使你的火箭所需的碳纖維量增加一倍。外部必須足夠堅固以承受重返大氣層和著陸時的壓力，內部必須足夠堅固以承受加壓罐的負載，而且它們之間必須相互隔離。

❹ 航空航天機械的製造主要用什麼金屬材料

由於鈦強度大，重量較輕，抗腐蝕，既耐低溫又耐高溫，因而成了製造火箭、人造衛星、太空梭、宇宙飛船理想的「空間金屬」材料。鈦在地殼中的含量為0.64%，僅次於鋁、鐵、鎂，而占第4位，比銅、鉛、鋅、錫等常用的有色金屬元素含量的總和還要多好幾倍。在已勘探的800種礦石中含鈦的就有784種。所以說，自然界中不含鈦元素的礦石是很少的。提煉鈦的主要工業礦物原料是金紅石、鈦鐵礦、鈣鈦礦、鈦磁鐵礦和銳鈦礦。

擁有400多個座位的波音747巨型噴氣式客機，F-14型戰斗機和米格-31型高速戰斗機都用鈦製造。一艘核潛艇，要用幾千噸鈦。

❺ 宇宙飛船的外殼材料什麼

宇宙飛船的外殼材料是鈦合金。

耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。

由於它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業中的王牌合金，該合金使用量已佔全部鈦合金的75%～85%。其他許多鈦合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。

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宇宙飛船技術要求

雖然宇宙飛船是最簡單的一種載人航天器，但它還是比無人航天器（例如衛星等）復雜得多。麻雀雖小，五臟俱全。

宇宙飛船與返回式衛星有相似之處，但要載人，故增加了許多特設系統，以滿足宇航員在太空工作和生活的多種需要。

如用於空氣更新、廢水處理和再生、通風、溫度和濕度控制等的環境控制和生命保障系統、報話通信系統、儀表和照明系統、航天服、載人機動裝置和逃逸生系統等。

❻ 現在的航天宇航服最常用的材料是什麼，價格幾何

太空服是運用當今世界上最復雜、最獨特的技術的製成品之一，它們為宇航員提供在太空生存所需的保護。由於在太空中生存的復雜性，太空服的設計中有許多部件和材料。現代太空服由14層不同的材料組成，它們都以各自的方式為宇航員的生存做出貢獻。太空服的製造需要使用高性能的滌綸等紡織材料，配合多種合成金屬和膠粘劑等，一套太空服基本上需要幾百萬美元。

下一層是專門設計來抵抗可能發生的撕裂的抗撕裂層，因為任何直接暴露在太空中都是極其危險的。在防撕裂層之後有七層聚酯薄膜絕緣層，這是一種常用於食品儲存的材料。這種聚酯薄膜絕緣材料有助於穩定宇航員的溫度，就像保溫瓶或冷卻器可以穩定食物的溫度一樣。太空服的最後一層由三種織物組成，每種織物都有各自的用途。用於製造防彈背心的材料Kevlar構成了其中一層，並用作通用保護層。