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航空航天材料工程AEROSPACEMATERIALSENGINEERING第8章功能材料2012 5 4 定义 在工程材料中 具有特殊物理性能 化学性能 和生物性能的一类材料称为功能材料 这类材料能将光 声 磁 压力 位移 角度 加速度 化学变化 生化过程等转化为电信号 或将某一种性质的能量转化为另一种性质的能量 或按照预定目的和要求将多种能量的转化集成在一整体材料上 从而实现对能量和信号的传感 转换 传送 储存 控制 处理 集成和显示 先进功能材料在航空航天系统中得到广泛的应用 是飞机 火箭 导弹 卫星等航空航天器的决策系统 控制系统 战斗系统 情报系统的 五官 和 头脑 是航空航天工程的关键基础技术 也是所谓力量倍增的关键 航空航天用功能材料品种繁多 主要包括 微电子材料 光电子材料 信息显示 存储与传输材料 功能陶瓷与敏感材料 隐身材料 智能结构材料等 8 1概述 8 2 1压电陶瓷材料压电效应是指在某些晶体材料上施加机械应力时 晶体某些表面会产生电荷 这种现象通常成为正压电效应 相反在晶体的某些方向上施加电场作用时 晶体产生几何变形 这就是逆压电效应 如果压力是一种高频震动 则产生的就是高频电流 而高频电信号加在压电陶瓷上时 则产生高频声信号 机械震动 这就是我们平常所说的超声波信号 也就是说 压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能 压电效应只存在于非各向同性的晶体中 通常 多数陶瓷材料宏观上表现为各向同性 不显示压电效应 只是通过极化处理的铁电陶瓷由各向同性变为各向异性 才具有压电效应 因此 所有的压电陶瓷都是铁电陶瓷 目前 研究发展的压电陶瓷材料主要有 钛酸钡 BaTiO3 钛酸铅 PbTiO3 锆钛酸铅 PbZrO3 PbTiO3 等 8 2常用功能材料的介绍 8 2 2隐身材料在现代战争中 随着微电子和光电子技术的应用 各种高分辨率 高可靠性的先进探测器相继研制成功并投入使用 对导弹 飞机等航空航天武器系统的生存能力 突防能力构成了严重威胁 隐身技术又称目标特征控制技术或低可探测技术 旨在控制和缩减武器装备的雷达波 红外 光 声等各类可探测信号 使其难以被敌方探测 识别 跟踪或攻击 实际上是一种反探测技术 隐身材料按所抑制的特征型号类型 可分为雷达波隐身材料 红外隐身材料 可见光隐身材料 声隐身材料 按材料应用形式 可分为 1 涂覆型隐身材料 铁氧体 Fe2O3为主要成分 金属微粉 磁性纤维等 2 结构型隐身材料 具有承载和吸波双重功能的复合材料和结构 如树脂基吸波复合材料和结构 陶瓷基吸波复合材料和结构 碳纤维蜂窝夹层结构等 撞击 8 3功能材料在航空航天中的应用 用功能材
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