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方岱宁主讲才斋讲堂第七十一讲:空天科技的材料发展:轻质、多功能、复合
日期: 2014-03-12  信息来源: 新闻网记者 宋庆军

“轻质是航空航天永恒的追求,‘斤斤计较’远远不够,必须做到‘克克计较’。”在3月6日的才斋讲堂上,工学院方岱宁院士以“空天科技材料的发展——轻质、多功能、复合”为主题,讲述了当代航空航天材料研究的最新形势和他在轻量化多功能材料结构方面的研究进展。

 
方岱宁院士主讲才斋讲堂第71讲

方岱宁院士详细介绍航空航天材料研究的需求背景、轻量化的三种途径、轻质多功能复合材料以及结构力学中的基础科学等问题。方岱宁说,美国在航空航天领域长期处于主导地位,我国也先后出台了一系列的国防科技与航空航天计划,并且在众多高校成立了航空航天系。国际上航空航天领域正在开展的近空间飞行器研究存在许多关键基础科学问题,包括近空间飞行环境下的空气动力学、先进推进的理论和方法、超轻质材料结构及热环境预测与防热、近空间飞行器的智能自主控制理论和方法等。我国在国家自然科学基金委的重大研究计划资助下,在这些方面取得了一定的成绩,但离国际先进水平仍有差距。

“先进复合材料具有非匀质性、各向异性、高孔隙率和多场耦合性等特点,也为轻量化多功能一体化的设计、制备和表征提出了挑战。”方岱宁说,在航空、航天、航海等方面的材料设计上,材料需要具有轻质、承载、防热、防爆、隐身、透波、防腐和隐声等特点,其中力学设计最为关键。在这方面方岱宁团队提出了多级结构设计的概念,使材料具有更大的孔隙率(在相同的密度下,更大的孔隙率具有更大的接触面积),再通过轻质、防隔热和透波等方面的多功能设计,使材料在隐身、吸波和热防护方面具有优异的特性。此外,方岱宁带领团队提出了轻质、承载、防热、隔热的一体化热防护结构设计方法,制备出高温碳-碳化硅、超高温陶瓷点阵复合材料与结构。

最后,方岱宁回答了现场学生们的提问,如石墨烯、碳纤维等前沿材料在航空航天和国防领域的应用,轻质多功能复合材料的设计制造与物理等基础学科的联系和差异等。

 

编辑:舍予


   
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