鋁基碳化硅增強鋁基復(fù)合材料航天領(lǐng)域應(yīng)用

在冷戰(zhàn)結(jié)束后的20世紀(jì)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(shù)領(lǐng)域，也越來越難以接受成本居高不下的纖維增強鋁基復(fù)合材料。而隨著現(xiàn)代化航空航天領(lǐng)域的火熱，碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料近年來重新得到關(guān)注。鈞杰陶瓷專業(yè)加工生產(chǎn)各種陶瓷復(fù)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(shè)備，更需要專業(yè)的技術(shù)人員。鈞杰陶瓷現(xiàn)在已經(jīng)可以對鋁基碳化硅材料進(jìn)行打孔，開槽，螺紋加工等專業(yè)精密加工。鈞杰陶瓷聯(lián)系電話：134_128_56568。

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

在美國國防部“TitleE”項目支持下，DWA復(fù)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(fù)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(shù)百小時提高到設(shè)計的全壽命8000h，壽命提高幅度達(dá)17倍。

美國空軍早前已將這種鋁基復(fù)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(jié)果表明：這種鋁基復(fù)合材料腹鰭的采用，可以大幅度降低檢修次數(shù)，全壽命節(jié)約檢修費用達(dá)2600萬美元，并使飛機的機動性得到提高。

在直升機上的應(yīng)用方面，歐盟率先取得突破性進(jìn)光學(xué)研究中心合作，采用碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材展，英國航天金屬基復(fù)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(fù)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(chǎn)的N4及EC120新型直升機。其應(yīng)用效果為：與鋁合金相比，構(gòu)件的剛度提高約30%，壽命提高約5%；與鈦合金相比，構(gòu)件重量下降約25%。

與低體分的結(jié)構(gòu)級碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料相比，光學(xué)儀表級的中等體分（35%～45%）碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)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(shù)和優(yōu)于鈹材的尺寸穩(wěn)定性。

因此，該種復(fù)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(dǎo)系統(tǒng)，并已形成美國的國軍標(biāo)（MILM 46196）。此外，還替代鈹材被成功地用于三叉戟導(dǎo)彈的慣性導(dǎo)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(fù)合材料工程應(yīng)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(shù)測量陣列等關(guān)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(dǎo)熱率可高達(dá)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(jié)構(gòu)。

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(fù)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(fēng)”戰(zhàn)斗機、EA 6B“徘徊者”預(yù)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(fù)合材料在航天領(lǐng)域空間上應(yīng)用發(fā)展的潛力巨大，可以預(yù)見的是，在未來航天航空領(lǐng)域的緊俏勢必會帶動相關(guān)合金材料的技術(shù)發(fā)展。