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“天和”核心艙升空，論直讀光譜儀在航空航天事業(yè)中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2021-05-07 09:08:39 點擊：14853
上個月底，4月29日，我國的“天和”核心艙正式升空，“天和”核心艙將是我國未來空間站建設(shè)的重要組成部分，空間站設(shè)計壽命10年，可根據(jù)需要，通過維護維修進一步延長壽命。航空航天事業(yè)中，對于其組成材料上的需求是十分嚴格的。直讀光譜儀在航空航天事業(yè)中有著必要的應(yīng)用。
航空材料是研制生產(chǎn)航空產(chǎn)品的物質(zhì)保障，也是使航空產(chǎn)品達到人們期望的性能、使用壽命與可靠性的技術(shù)基礎(chǔ)。航空先進材料技術(shù)還被列為美國國防四大科技（分別為信息技術(shù)、材料技術(shù)、傳感器技術(shù)和經(jīng)濟可承受性技術(shù)）優(yōu)選項目之一，是其他三項技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)及重要組成部分。
航空材料是制造飛機（包括飛行器）、航空發(fā)動機及其附件、儀表及隨機設(shè)備等所用材料的總稱，通常包括金屬材料（結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、高溫合金、有色金屬及合金等）、有機高分子材料（橡膠、塑料、透明材料、涂料等）和復(fù)合材料。
直讀光譜儀可有效檢測金屬航空材料的成分，保證了材料的可靠性。
金屬材料是以金屬元素為基的材料。金屬材料包括純金屬及其合金。合金是以某一金屬元素為基，添加一種以上金屬元素或非金屬元素（視性能要求而定），經(jīng)冶煉、加工而成的材料，如碳素鋼、低合金鋼和合金鋼、高溫合金、鈦合金、鋁合金、鎂合金等。純金屬很少直接應(yīng)用，因此金屬材料絕大多數(shù)是以合金的形式出現(xiàn)。
近幾十年來，新型航空材料及先進工藝發(fā)展很快，如高強度鋁合金、鈦合金、高溫合金、超高強度鋼、復(fù)合材料、隱身材料及定向凝固葉片技術(shù)、定向共晶葉片技術(shù)、粉末高溫合金屬輪盤制造技術(shù)等，為第四代、第五代飛機的發(fā)展提供了物質(zhì)保障。航空發(fā)展史證明，航空材料的每次重大突破，都會促進航空技術(shù)產(chǎn)生飛躍式的發(fā)展;航空材料不僅是航空事業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是航空事業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐。
近年來，微量元素的作用越來越引起人們的重視，對雜質(zhì)元素的控制越來越嚴，材料研究正在向高純度、高均勻性和高精度方向發(fā)展。眾所周知，夾雜物對疲勞性能和應(yīng)力腐蝕性能影響很大，特別是對缺口敏感的高強度材料更為明顯。因此國外對超高強度鋼的S、P含量及夾雜物的要求越來越嚴。例如美國有關(guān)技術(shù)標(biāo)準中規(guī)定300M鋼的S、P含量必須小于0. 015%，并且兩者之和不得大于0.025%。工廠S、P含量控制更嚴，要求小于0.006%，從而保證超高強度鋼的優(yōu)越性能，延長使用壽命。使用直讀光譜儀可直接檢測材料中的微量元素含量，保證其可靠性。
航空材料又可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。結(jié)構(gòu)材料以力學(xué)性能為主，功能材料以物理、化學(xué)性能為主。
航空材料既是研制生產(chǎn)航空產(chǎn)品的物質(zhì)保障，又是推動航空產(chǎn)品史新?lián)Q代的技術(shù)基礎(chǔ)。主要的航空結(jié)構(gòu)材料包括結(jié)構(gòu)鋼與不銹鋼、高溫合金、輕金屬材料（含鋁及鋁合金、鈦及鈦合金）、聚合物基復(fù)合材料等。
飛機機體的主要結(jié)構(gòu)村料是結(jié)構(gòu)鋼、輕金屬材料和復(fù)合材料：為了提高飛機的結(jié)構(gòu)效率.降低飛機結(jié)構(gòu)重量系數(shù)，高比強度和高比模來那個的輕質(zhì)、高強、高模材料，正在獲得越來越多的應(yīng)用。隨著飛機性能的提高，樹脂基復(fù)合材料和鈦合金用量增加，傳統(tǒng)鋁合金和鋼材用量減少。戰(zhàn)斗機以F-22為例，樹脂基復(fù)合材料的用量已達到整機結(jié)構(gòu)重量的24%,鈦合金用量達到整機結(jié)構(gòu)重量的41%;與此同時，鋁合金用量下降為只占整機結(jié)構(gòu)重量的15%，鋼的用量下降為只占整機結(jié)構(gòu)重量的5%。民機以B-777為例，樹脂基復(fù)合材料的用量已占整機結(jié)構(gòu)重量的11%,鈦合金用量已占到整機結(jié)構(gòu)重量的7%;與此同時，鋁合金用量下降為占整機結(jié)構(gòu)重量的70%,但仍是飛機機體結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)材料；鋼的用量下降為只占整機結(jié)構(gòu)重量的11%。
航空發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)材料是不銹鋼、高溫合金和鈦合金。在一臺先進發(fā)動機上，高溫合金和鈦合金的用量分別要占到發(fā)動機總結(jié)構(gòu)重量的55%~65%和25%~40%,并對許多新型高溫材料提出了更高的要求，如新型高溫合金和高溫鈦合金、高溫樹脂基復(fù)合材料、金屬間化合物及其復(fù)合材料、熱障涂層材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基和碳/碳復(fù)合材料等。
直讀光譜儀，幫助檢測航空航天材料。
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