時間：2023-08-14 09:25:18
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇航空航天發展趨勢，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
高性能結構材料的主要發展方向是輕質、高強高韌、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、低成本、結構功能一體化。“十五”期間，高性能結構材料以國民經濟建設和國防事業發展中的重大需求為導向，積極鼓勵原始創新，強調跨越式發展，充分利用我國優勢資源和已有技術優勢，發展具有自主知識產權的高性能結構材料及其先進制備、成形與加工技術，為我國高技術產業的跨越式發展、傳統產業的改造升級和可持續發展創造條件。
高性能結構材料：結構材料指以力學性能為主的工程材料。高性能結構材料一般指具有更高的強度、硬度、塑性、韌性等力學性能，并適應特殊環境要求的結構材料。結構材料指以力學性能為主的工程材料，它是國民經濟中應用最為廣泛的材料，從日用品、建筑到汽車、飛機、衛星和火箭等，均以某種形式的結構框架獲得其外形、大小和強度。鋼鐵、有色金屬等傳統材料都屬于此類。高性能結構材料一般指具有更高的強度、硬度、塑性、韌性等力學性能，并適應特殊環境要求的結構材料。包括新型金屬材料、高性能結構陶瓷材料和高分子材料等。
新型聚酰亞胺剎車片
項目簡介：我國自行研制的聚酰亞胺半金屬轎車剎車片日前通過了國家汽車質量檢驗中心的鑒定,鑒定意見稱,這種剎車片制動性能好,耐熱耐磨,達到了國際先進水平。 這個新成果是由中科院長春應用化學研究所研制成功的。研究人員介紹說,隨著道路條件和車輛性能不斷改進,對汽車制動器的要求越來越高。就轎車而言,在連續剎車的情況下,剎車片表面工作溫度可達500℃以上,需要高耐溫高耐磨的剎車材料來維持汽車制動性能的穩定,保證行車安全。
趨勢意義：國內先進
激光近成形鈷基高溫合金研究
項目簡介：利用激光近成形技術,采用鈷基合金粉末在金屬零件表面進行單道多層熔覆成形試驗,獲得具有良好外形和尺寸精度2～20mm的薄壁零件.利用光學顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、電子拉伸試驗機和顯微硬度計等分析儀器對其微觀組織、微觀成分分布及抗拉強度和硬度進行了分析和測試.結果表明,所成形的薄壁零件的組織為細小的枝晶,層間成分分布均勻,沒有明顯的成分偏析.力學性能測試結果顯示其性能可滿足實際使用要求."
趨勢意義：國內先進
高性能鎂-稀土結構材料研制、開發與應用
項目簡介：由于鎂合金具有低的密度．質輕、高比剛度、卓越的機械性能、高的硬度及良好的鑄造性能，近幾十年來鎂合金的應用一直是自動化工業的目標之一。然而，高溫特殊用途。例如在發動機上的應用，通常的鎂合金就受到了限制。因為在高溫下它們的強度和抗蠕變性能都比較差。由于鎂一稀土合金增加了材料的抗拉強度、延展性及抗蠕變性能，稀土加入形成鎂-稀上合金就可以滿足高溫應用的要求。
趨勢意義：對國內外鎂一稀土合金的研制、開發與應用狀況及發展趨勢有著重要意義，同時結合我國相關單位的研究進展，引領我國鎂-稀土合金的發展。
高性能細結構炭材料的制造方法
項目簡介：本發明涉及一種高性能細結構炭材料的制造方法是通過以下步驟實現的：以具有自燒結性含瀝青中間相的炭微粉為基體組分和以納米材料中的一種和幾種為添加組分，不加粘結劑，采用高速混合機混勻(1)；通過成型裝置成型(2)；焙燒(3)；石墨化處理(4)；本發明的有益效果是：用本發明制造出來的細結構炭材料結構致密，體積密度1.90g/cm3以上；機械強度高，抗折強度75MPa以上，抗壓強度190MPa以上；抗高溫氧化，可在650℃以上的氧化性氛圍和2500℃還原性氛圍中長時間使用；用途廣泛：可作為連續鑄造的結晶器、電火花加工機床的電極，高溫燒結模具、金屬冶煉坩堝，以及航空航天發動機密封和耐燒蝕部件等。
趨勢意義：國內先進
高強度、低介電常數的二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷及制備方法
項目簡介：一種高強度、低介電常數的二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷，其特征在于以Si3N4為基體，以外加SiO2和Si3N4顆粒表面氧化生成的SiO2作為結合相將Si3N4顆粒結合起來，石墨為造孔劑。發明涉及一種以高純度、低介電常數的二氧化硅結合的Si3N4多孔陶瓷及制備方法，其特征在于石墨為造孔劑、以外加或氮化硅顆粒表面氧化生成的二氧化硅為結合相的氮化硅多孔陶瓷利用外加和氮化硅顆粒表面氧化生成的二氧化硅在高溫下的燒結把氮化硅顆粒結合起來，利用粉料顆粒堆積成孔或造孔劑氧化燒除成孔，從而得到二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷。Si3N4∶SiO2∶石墨∶＝0～100∶0～30∶0～25(重量比)，加入酚醛樹脂和乙醇，混合后球磨、烘干、研磨、過篩、干壓成型，然后在空氣中燒成，得到二氧化硅結合的氮化硅多孔陶瓷。所得多孔陶瓷的抗彎強度可達137MPa，總孔隙率10～60％，常溫介電常數2～7(1GHz)，可用于常溫和高溫環境下使用的天線罩、催化劑載體等材料。
趨勢意義：國內先進
納米結構材料在全固態鋰電池高性能固體電解質中應用
項目簡介：全固態鋰離子電池，即固體電解質鋰離子電池，是新近發展起來的新一代鋰離子電池，它的實用化將能有效消除現在商品化液體電解質鋰離子電池的安全性差與能量密度低的問題。而且具有安全性能好、化學性能穩定、使用壽命長、充放電循環性能優越，自放電速率小、比能量和能量密度高、易于將鋰電池小型化、工作溫度范圍大，可用于許多極端的場合等諸多優點。正是被這些優點所吸引，近年來國際上對全固態鋰離子電池的開發和研究非常活躍。如圖1所示是采用磁脈沖壓實技術制備全固態鋰離子電池單電池結構示意圖，其優化的設計能夠很好的避免電池的短路。采用磁脈沖壓實技術，能夠很好的制備出全固態鋰電池堆，如圖2所示。從而使為大型移動設備供電成為可能，最后得到的繞式全固態鋰電池堆各層厚度均勻，接觸致密，而且制備過程中不需要經歷熱處理的過程，這樣就使很多在一定高溫不穩定的電極或電解質材料的應用成為可能，很適合大規模地制備大型的固態鋰電池堆。
趨勢意義：隨著材料制備技術水平的不斷提高，以及制備成本的降低，并采用可行的方法控制納米結構材料顆粒分散和使用過程中的化學穩定性問題，必然會使鋰離子導體的性能得到更大的提高，并拓寬其應用范圍，尤其是在全固態鋰離子電池的大規模實用方面發揮顯著作用。
高性能環氧復合材料
關鍵詞：課堂教學 教學方法 教學內容 創新能力培養
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0207-02
根據波特的國家創新體系理論，創新是我們這個時代國家和地區的核心競爭力；創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。2006年，國務院公布了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，確定了“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”的指導方針，提出了建設創新型國家的總體目標。創新型國家是以科技創新驅動經濟發展的國家類型，而作為創新型國家的主體之一的高等學校，其基本作用就是培養和造就高素質高層次的創新人才，肩負著為創新型國家建設輸送后備人才的重任。
《機械設計基礎》是南京航空航天大學面向工科類學生開設的專業基礎課，如采用切實有效的課堂創新能力培養教育，將使得創新能力教育落實到教學工作的最廣泛平臺，受益學生面更廣，使得其作用具有更廣泛的普遍性。因此通過最廣泛的課堂教學的方法改進落實提升整體學生的創新意識和部分優秀學生創新能力是行之有效的方法。該文以《機械設計基礎》的課堂教學為研究平臺，結合機械學科注重理論與實踐結合的特色，面向大學生群體，采用頭腦風暴、研討式教學及試驗觀察等教學方法，以及對教學內容的合理創新，探索提高大學生創新能力的新方法。
1.教學方法的改進
傳統的教學理念以及缺乏創新的教學方式，使得我國大學生習慣于跟隨性學習，形成了依賴的心理，思維方式較為固定和單一，缺乏靈活、變通和主動性。在課堂教學中，為促進學生創新意識的自我覺醒和發掘，對《機械設計基礎》課程的有關章節設計了話題引導、頭腦風暴、研討式教學和實驗觀察的互動機制，培養學生逐漸形成能動學習、發揮主動性的局面。
1.1頭腦風暴法
頭腦風暴法是由美國創造學家A?F?奧斯本于1939年首次提出，1953年正式發表的一種激發創造性思維的方法。頭腦風暴法主要原則有：集中注意力積極投入，不消極旁觀；不私下議論，以免影響他人的思考；發言要針對目標，開門見山，不要客套，也不必做過多的解釋；與會之間相互尊重，平等相待，切忌相互褒貶等等；并且不進行是非判斷，即延遲評價原則，這是和傳統教學模式的明顯區別之處。
為了培養大學生群體的整體創新意識及開發其主動性，在《機械設計基礎》課程課堂教學中，對“機構的組成”章節進行了基本原理的講解之后，根據課題組的研究現狀，對學生們提出了磨粒排布機構設計的要求，給予他們一周的思考時間。在隨后的頭腦風暴教學中，教師作為主持人，為了讓每個學生都能自由地、大膽地參與探索和交流，僅規定發言秩序及鼓勵學生發言，學生們則提出的設想，并不斷激發出新的設想。通過這樣的教學方法，同學們的積極性被充分調動起來了，爭相發表各自觀點與主張，課堂氣氛緊張而又活潑，培養了學生創新性思維。
1.2研討式教學
頭腦風暴教學改變了傳統教師主導的教學形式，使得學生積極參與到教學活動中來。但《機械設計基礎》是一門理論與實踐并重的課程，頭腦風暴教學中僅是提出了許多新的觀點與見解，但這些思想的正確與否及能否付諸實施，還需對其進行進一步教學方法的改進，否則難以為繼。因此，在進行頭腦風暴教學后，隨之進行了研討式教學方法的嘗試。
同樣針對上述的機構設計問題，讓學生們根據機構的組成與運動原理，開展課堂研討。同學們對不同的見解展開激烈的辯論，最后幾種從理論上行之有效的方案得以保留下來，同學們也對原來的方案進行了不斷的修正。通過研討式教學方法既激發了大學生的學習主動性，也鍛煉了大學生的語言表達能力和論辯能力，為課堂教學注入了活力，大學生的創新思維得到進一步的培養。
1.3實驗觀察
通過頭腦風暴與研討式教學方法的運用，學生的創新思維得以培養，但創新能力的培養還需通過實驗觀察環節加以完善。傳統的實驗觀察一般是大學生按照教師講的或者實驗教材上寫的實驗步驟進行實驗，只是機械地重復實驗操作，達不到培養大學生的科研創新能力的目的。
此處所指實驗觀察，是指通過頭腦風暴與研討式教學方法后，大學生的創新觀點在實驗中得以實施。如針對上述的機構設計問題，借助開放實驗室，將大學生們確定的方案在實驗中進行進一步實施，并在實驗中不斷修正具體的設計細節，最后由學生們設計的磨粒排布機構終于出現在同學們面前時，同學們的成就感油然而生，創新能力也得以培養。
2.教學內容的合理創新
《機械設計基礎》課程面向的學生來源廣泛，有機械類、近機類以及非機類等眾多專業的工科大學生，各專業學生對該門課程的要求與目標并不一致，因此，在課堂教學中，需因材施教，對教學內容進行合理的創新。
“機械設計基礎”課程教材在內容上主要追求理論知識的系統性和完整性，而缺乏將理論知識合理地運用于實踐。因此，需根據不同專業特點與背景，對教學內容進行適當的增減，以及引入與專業相關的最近的教研與科研成果，使大學生能夠了解本專業的新知識及發展趨勢，拓寬知識面，開闊思路，從而更好地培養大學生的創新能力。
2.1教學內容的適當增加與刪減
由于各專業的教學目標不盡相同，因此應根據不同專業的特點與背景，增加與各專業相關的特色機械設備，刪減課程中與專業特點與背景相去甚遠，以及陳舊和重復的內容。使教學內容盡可能貼近專業背景，從教學實例的選取到相關實踐環節的安排，盡可能貼近專業背景。如對飛行器動力工程專業的大學生，增加具有航空航天特色的各類發動機，并對其運動原理、結構及應用等進行詳細地講解；而對于工業工程專業的學生，則增加物流設備方面的教學內容。
2.2教研與科研成果的適時引入
隨著教學與科學研究的深入，新的理論、方法、技術手段不斷被更新因此，將近期的教學成果和科研成果引入到課堂教學中，讓大學生了解本專業學術和技術應用發展的最前沿知識，可提高他們的創新能力。如同樣對飛行器動力工程專業的大學生，將國內外在航空航天發動機的研究進展引入到課堂教學中；同樣，對于其他專業的學生，也引入了與專業相關的前沿知識。這樣既促進了科研成果向教學資源的轉化，又加強了對大學生創新能力的進一步培養。
通過上述兩個方面對對教學內容進行合理的創新，開拓了大學生的視野，拓寬了其知識面，從而加強了對其創新能力的培養。
3.結語
8月初，首例以3D打印輔助的耳廓塑型再造手術，幫助一個右耳廓先天發育不全的9歲女孩再造出一個正常的新耳朵。
近年來，3D打印技術全面開花，隔兩天就會聽到3D打印引領發展潮流的相關報道。事實上，3D打印技術席卷各行業領域，主要包括制作、醫療、教育、考古、建筑和軍事等領域，3D打印技術己從實驗室快速走向實際應用。而隨著技術的成熟，3D打印將會應用在更多領域，為人類生活提更多便利。
從實驗室走向應用
3D打印出現在20世紀80年代，作為一種革命性制造方式，以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印方式構造物體。目前己從原型制造發展到打印功能的2O時代，未來即將步入智能化3.0時代。
3D打印2.0時代首輛3D打印汽車近期推出，這輛在美國田納兩州橡樹國家公園制造出來的車，并沒有沿用一百多年前傳承下來的造車技術。傳統生產汽車過程中，采用的是與1915年類似的造車方式。要在生產線上，組裝上千個零件，才能完成一輛汽車的生產工作。而LocalMotors公司卻用3D打印技術生產汽車。據報道，Strati的設計還是很粗糙，它的儀表盤看上去像用填縫槍一層一層粘起來的。不過，側面車身很光滑，與BMWi3（寶馬）碳纖維外殼感覺很類似。localM0t0rs公司負責人介紹，車身是打磨后效果，為給大家看到碳纖維材料能達到的效果，其他地方則沒有打磨。
據悉，3D打印是把碳纖維原料，通過一層一層噴射出來的方式完成車身制造，所以可以直接打印出復雜的車身結構，比如帶有能量吸收單元的車身，也可以把連接安全帶掛鉤直接內嵌到車體中，這樣掛鉤會更牢同。如果在事故中車輛損壞，只需把發動機和懸掛等裝置拆下來，然后把車體融化掉，再重新打印一輛車就行。
日前，采用一體式碳纖維車身的車子邁凱輪650S，市場價格是30萬美元，而Strati只需要5000美元。雖Strati不像是邁凱輪那樣的豪華車，但據媒體報道，這款車很可能代替摩托車成為人們口常的代步交通工具。
3D打印現已在醫療領域開始較為廣泛應用。8月初，首例以3D打印輔助的耳廓塑型再造手術，幫一個右耳廓先天發育不全的9歲女孩再造出一個正常的新耳朵。7月，被稱為“大頭娃娃”的株洲3歲小女孩涵涵，在湖南省第二人民醫院（湖南省腦科醫院）成功接受了全球罕見的“全腦縮小整形”手術。歷時17個多小時，她整個龐大的頭蓋骨被3D打印的顱骨所替代。
艾瑞咨詢分析師指出，3D打印技術席卷各行業領域，主要包括制作、醫療、教育、考古、建筑和軍事等領域，3D打印技術已從實驗室快速走向實際應用。而隨著技術的成熟，3D打印將會應用在更多領域，為人類生活提供更多便利。
3D打印市場爆發
當3D打印從實驗室走向應用，直接推動的是打印機市場的發展。根據數據顯示，2014午，全球3D打印機市場規模達到38.5億美元，預計2018年，市場規模將增長到125.8億美元。行業分析師認為，技術體系的完善、應用領域的拓展及產業鏈的形成，將推動全球3D打印市場實現爆發式增長。
3D打印需求端主要分為工業打印機和桌而打印機。工業打印機需求主要表現在航空航天、汽車工業領域；桌而打印機價格逐步平民化，加上技術的突破、產品性能的提升促使桌面打印機需求不斷擴大，尤其在醫療領域和個人消費市場。
分析師認為，上一輪工業革命中，制造業主要通過批量化流水線制造和集約生產來降低生產成本，實現規模效益，3D打印將使得制造業產業組織形態和供應鏈模式重新構建，讓制造商與消費者合為一體，由此帶來制造業的顛覆式重構，將帶來無窮創新空間。
據悉，2014年，工業級應用在全球3D打印機的應用領域分布中占比達到20. 2%。艾媒咨詢分析師認為，隨著工業級設備的盈利預期，新進入廠商將會增加，工業級打印機價格將會進一步下降，預計未來大規模工業級應用將迎來爆發式增長。
桌面打印市場同樣廣闊，醫療領域等應用已有所預期，而在個人消費市場上，國際工業設計協會聯合會第27屆主席李淳寅表示：“未來3D打印技術會從為服務而設計轉向為自己享受而設計。”
據悉，今年5月美國利用3D打印技術制成世界上首件4D打印連衣裙，所謂4D打印就是在3D打印基礎上增加時間緯度，該連衣裙成本約1.8萬元，用時48小時制成。
這也意味著，隨著3D打印產業的快速發展，未來的3D打印會更加注重龐大的消費者市場，更多追求用戶體驗和用戶追求，其發展趨勢是每個家庭都能擁有3D打印機。
國內企業或可彎道超車
國內3D打印產業發展則更為火爆。近年來，中國3D打印市場規模均保持較高增長速度，遠遠高于全球平均水平；預計2018年中國3D打印市場規模將超過200億元。作為全球重要制造基地，中國3D打印市場潛在需求旺盛，未來中國將迎來3D打印發展的春天。
同時也要注意到，我國3D打印市場在發展成熟之前也存在很多問題，痛點與成長并存：缺少原創的核心技術，現階段企業研發投入欠缺，與產業發展要求不匹配；國內3D打印企業小而散，處于“單打獨斗”的初步發展階段，產業整合度較低、企業較分散、社會影響力有限；降低原材料成本難度大，3D打印產業化受阻。
今年5月19同，國務院最新公布《中國制造2025》行動綱領，提出現階段各國都在加大科技創新力度，推動三維（3D）打印、移動互聯網、云計算、大數據、生物工程、新能源、新材料等領域取得新突破。綱領提出九大戰略任務和重點，而3D打印就是一個重點領域。
從戰略層面看，3D打印可幫助國內企業從設計、制造層面實現彎道超車；鑒于其可以規避規模化生產部分缺點如強周期波動、產品同質化等，在某些領域可能成為未來“分布式制造”基石。
