航天工程 之中的材料应用 材料学院孙能涵
航天工程
目录 CONTENTS 01 02 03 04 航天材料的目标 航天器的材料选择 载人航天的材料选择 未来的发展方向 Your life can be enhanced,and your happiness enriched,when you choose to change your perspective
Your life can be enhanced, and your happiness enriched, when you choose to change your perspective. 01 02 03 04 航天材料的目标 航天器的材料选择 载人航天的材料选择 未来的发展方向
01 航天材料的目标 空间环境 与地面应用材料不同，航天材料需要 面临的空间环境是其设计的首要约束 条件。 为了维持航天器的长期可靠运行，航 天材料需要满足相当苛刻的性能要求。 极端环境 发射与回收 太阳电磁辐射，中性大气，空间等离子体，地球 为了便于航天器的发射，要求使用轻质材料以提 磁场，空间碎片和微流星… 高有效载荷。同时对材料的力学性能也有要求。 除了撞击等直接影响，极端环境更容易诱发航天 因为再入大气层时产生的巨大热量，回收式航天 器材料的性能退化，导致了航天器的故障和失效。 器所使用的材料必须要能承受其高温，这与比热 容等性质有关
01 太阳电磁辐射，中性大气，空间等离子体，地球 磁场，空间碎片和微流星…… 除了撞击等直接影响，极端环境更容易诱发航天 器材料的性能退化，导致了航天器的故障和失效。 为了便于航天器的发射，要求使用轻质材料以提 高有效载荷。同时对材料的力学性能也有要求。 因为再入大气层时产生的巨大热量，回收式航天 器所使用的材料必须要能承受其高温，这与比热 容等性质有关。 航天材料的目标 空间环境 与地面应用材料不同，航天材料需要 面临的空间环境是其设计的首要约束 条件。 为了维持航天器的长期可靠运行，航 天材料需要满足相当苛刻的性能要求。 极端环境 发射与回收
01 航天材料的目标 COMPANY NAME ✉ 2003年1月16日，"哥伦比亚"号航天飞机发射升空 执行第28次太空任务。 发射82秒后，观测到有泡沫材料碎块从外部燃料箱上 脱落，并且击中航天飞机左翼下隔热瓦部分。 这一次撞击所造成的影响被忽略了，但其可能导致了 一部分的隔热瓦脱落。 哥伦比亚号航天飞机失事 2003年2月1日，再入大气层时解体 当航天飞机返▣时，经过大气层产生的1400摄氏度高 温气体从缺口进入航天飞机结构，致使机翼和机体 融化，造成了灾难
01 哥伦比亚号航天飞机失事 2003年2月1日，再入大气层时解体 2003年1月16日，“哥伦比亚”号航天飞机发射升空， 执行第28次太空任务。 发射82秒后，观测到有泡沫材料碎块从外部燃料箱上 脱落，并且击中航天飞机左翼下隔热瓦部分。 这一次撞击所造成的影响被忽略了，但其可能导致了 一部分的隔热瓦脱落。 当航天飞机返回时，经过大气层产生的1400摄氏度高 温气体从缺口进入航天飞机结构， 致使机翼和机体 融化，造成了灾难。 航天材料的目标
01 航天材料的目标 COMPANY NAME PART ONE PART TWO PART THREE PART FOUR 01 02 03 04 轻质化要求 力学性能要求 物理性能要求 空间环境适应 性 减轻部件结构质量，提高有 高弹性模量，高强度，高韧 对于有特殊功能要求的部件， 能够茬空间环境如真空、高 效载荷质量 性。 应选用满足规定物理性能要 低温、粒子辐射、紫外辐射、 从而提高航天器整体性能， 增强航天器结构，提高其可 求的材料。 原子氧等环境下仍然满足正 降低发射成本，确保航天器 承受的载荷。 热膨胀系数，比热容，热导 常运行的性能指标。 进入空间轨道。 率，电导率等。 0
01 航天材料的目标 01 PART ONE 减轻部件结构质量，提高有 效载荷质量， 从而提高航天器整体性能， 降低发射成本，确保航天器 进入空间轨道。 轻质化要求 02 PART TWO 高弹性模量，高强度，高韧 性。 增强航天器结构，提高其可 承受的载荷。 力学性能要求 03 PART THREE 对于有特殊功能要求的部件， 应选用满足规定物理性能要 求的材料。 热膨胀系数，比热容，热导 率，电导率等。 物理性能要求 04 PART FOUR 能够在空间环境如真空、高 低温、粒子辐射、紫外辐射、 原子氧等环境下仍然满足正 常运行的性能指标。 空间环境适应 性