神舟16号成功发射 航空航天材料怎么验证

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2023年5月30日9时31分，神舟16号载人航天飞船成功发射，中国航天事业迈向新的里程碑。航空航天材料的质量再一次进入人们的眼帘，对材料的要求更为严苛，航空航天材料的质量保证也同样离不开分析检测仪器的帮助。

航空航天材料需要保证优良的耐高低温性能

飞行器所经受的高温环境是由空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器长时间在空气中飞行，有的飞行速度高达3倍音速，所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度，在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。

火箭发动机燃气温度达30000℃以上，喷射速度可达十余个马赫数，而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子，弹道头部在进入大气层时速度高达20个马赫数以上，温度高达上万摄氏度，有时还会受到粒子云的侵蚀，因此在航空技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温黏性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发汗冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变，一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50℃左右，极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40℃以下，在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧（沸点为-183℃）和液氢（沸点为-253℃）作推进剂，这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。

通过发展或选择合适的材料，如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等，才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。对金属材料的质量检测需要使用类似元素分析仪器，以保证飞行器材料的质量。

在选择合适的元素分析仪器上，一般而言使用光电直读光谱仪可针对金属合金元素做快速检测分析，这对于合金铸造是非常重要的。

另外，针对相关材料总的碳、硫、氧、氮、氢元素，则使用碳硫分析仪及氧氮氢分析仪。

如果对非金属材料，比如矿石、塑料等，尤其在目前新能源材料的检测中，X荧光光谱仪则有了广泛应用。

航天材料的质量保证，向来是需要多方验证，保证材料质量，太空无小事。

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