第1章绪论
1903年12月17日，美国的莱特兄弟首次把有动力、可操作和可持续飞行的飞机送上天空，揭开了人类航空事业的新纪元。航空是指飞行器在地球大气层内的航行活动，航天是指飞行器在大气层外宇宙空间的航行活动。实现航空航天飞行器的航行活动，是人类认识自然和改造自然、开拓新天地、扩大社会生产活动空间的追求和必然，也是人类文明高度发展的重要标志。
飞机是一种极其重要的交通运输工具，也是一种现代战争中不可替代的重要常规武器，同时又在工、农、林、牧、渔等国民经济建设的各行各业中有着广泛的应用。迄今为止，全世界已经生产了数十万架各类军用飞机和民用飞机以及上百万台各类航空发动机。历史证明航空工业的发展，始终离不开航空材料的发展，因为航空材料与航空技术的关系极为密切，可以说航空材料是整个航空工业主要基础之一。一架先进的飞机或发动机的设计方案，必须有相适应的航空材料，才能付诸实现。从航空工程技术的发展历史来看，由于材料性能的提高，从而保证了设计上的要求，提高了飞机、发动机的性能。因此，了解和掌握航空材料的过去、现在和将来是进一步发展航空工业必不可少的。
1．1材料与航空
世界万物，材料种类繁多，什么样的材料可称为航空材料？到目前为止，国内外没有对航空材料下一个确切的定义，一般来说，航空材料是指制造航空器、航空发动机和机载设备等所用各类材料的总称。一架军用飞机包括机体、发动机、机载电子设备和火力控制四大部分。一架民用客机包括机体、发动机、机载电子设备和机舱四大部分。机体材料和发动机材料是航空材料中最重要的结构材料，而电子信息材料是航空机载装置中最重要的功能材料，但它一般不直接算作航空材料。
与其他工程材料一样，航空材料按化学成分也可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料，其中金属材料主要有铝合金、镁合金、钛合金、钢、高温合金、粉末冶金合金等；无机非金属材料有玻璃、陶瓷等；高分子材料有透明材料、胶黏剂、橡胶及密封剂、涂料、工程塑料等；复合材料有聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料、碳／碳复合材料等。按使用功能可分为功能材料和结构材料，这里的结构指的是机身、机翼、垂直尾翼、水平尾翼、各种操纵面板、起落架（除传动机构之外的部分）等，用于加工制造这些结构的单元件的材料都属于结构材料。按使用部位可分为飞机机体材料、发动机材料、机载设备材料。
材料不仅是制造航空产品的物质基础，同时也是使航空产品达到人们所期望的技术性能、使用寿命与可靠性的技术基础。航空技术的进步与发展对航空材料起着积极的“牵引”作用；与此同时，材料科学与工程的发展，新型材料的出现，制造工艺与理化测试技术的进步，又为航空新产品的设计与制造提供重要的物质与技术，从而对航空产业的发展起着有效的“推动”作用。例如，承载与隐形一体化材料的出现，既是隐形飞机设计构思提出的需求，同时也使隐形飞机从设想变为现实；优质单晶高温合金的出现，使发动机涡轮前温度得以大大提高，推动了高推重比航空发动机的进步。航空材料的发展还起到了先导作用，推动其他产业的发展，如，机体材料的进步不仅推动飞行器本身的发展，而且带动了地面交通工具及空间飞行器的进步；发动机材料的发展则推动着动力产业和能源行业的推陈出新。航空材料反映结构材料发展的前沿，代表了一个国家结构材料技术的最高水平。“一代材料，一代飞行器”是航空工业发展的生动写照，也是航空材料带动相关领域发展的真实描述。
从目前来看，航空材料同从基础理论到应用技术大约几十个不同学科有着密切的联系，在材料科学与工程中占有重要的地位，可以说航空材料学已经成为材料科学的一个独立分支。航空材料的研究在材料科学与工程中所起到的重要作用表现在两个方面：一方面，对材料成分、组织结构以及成形工艺与性能之间的关系的研究，促进了材料的合理使用和新材料的研制；另一方面，材料研究的深入与广泛，促进了一些有关学科的发展，有时会形成新的学科的一个门类。如，高强度材料在航空航天上的应用，对断裂力学的发展所起的推动作用；由于一些高强度材料都是用来制造飞机、发动机上承受最大载荷的零件，为保证飞行安全，高强度材料制件的无损检测技术又成为迫切需要解决的问题，相应的各种新的无损检测技术不断出现，本身又形成了一个内容丰富的专门学科。
……
展开
