第一篇：復合材料在航天航空領域的應用現狀與展望

復合材料在航天航空領域的應用現狀與展望

摘要現代飛機和衛(wèi)星的制造材料應具有質量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕等特性，先進復合材料的獨有性能使它成為制造衛(wèi)星和飛機的理想材料。本文重點介紹了我國航天用符合材料的研究情況，并展望了今后的發(fā)展趨勢。

關鍵詞復合材料；航空航天；應用現狀；發(fā)展趨勢

Prospect and Application of Composites in Aviation and Aerospace

Abstract

Nowadays, the material of producing planes and satellites should be light, strong and should resist high temperature, corrosion and so on.Because of the unique peculiarities, advanced composites become the ideal material of producing planes and satellites.In this paper, the present status and prospect of applied research on composite materials for aero-space application in China are given.Key words composites;aviation and aerospace;application and development;development trends

0 前言

材料是社會發(fā)展的物質基礎和先導，而新型材料則是體現社會進步的重要里程碑。新材料技術是支撐當今人類文明的現代工業(yè)關鍵技術，新材料技術一直是各國科技發(fā)展規(guī)劃中一個十分重要的領域，它與能源技術、生物技術、信息技術一起被公認為當今社會及今后相當長時間內總攬人類全局的高科技技術。復合化是新型材料的重要發(fā)展方向，也是新型材料的重要組成部分和最具生命力的分支之一。復合材料已發(fā)展成為與金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料并列的四大材料體系之一。今天，一個國家的復合材料工業(yè)水平已經成為衡量其科技與經濟實力的主要標志之一。先進復合材料是國家安全和國民經濟具有競爭優(yōu)勢的源泉。預測到2020年，只有復合材料才具有潛力獲得20-25%的性能提升。

復合材料是由有機高分子、無機非金屬或金屬等幾類不同材料通過復合工藝組合而成的新型材料，它既能保留原有組分材料的主要特色，又通過材料設計使各組分的性能互相補充并彼此關聯與協(xié)同，從而獲得原組分材料無法比擬的優(yōu)越性能，與一般材料的簡單混合體有本質的區(qū)別。所謂先進復合材料是指用碳纖維等高性能增強相增強的復合材料，對于先進樹脂基復合材料，在綜合性能上與鋁合金相當，但比剛度比強度高于鋁合金。應用現狀

1.1 飛機機身上的應用 1.1.1 飛機機身結構上的應用

先進復合材料用于加工主承力結構和次承力結構，其剛度和強度性能相當于或超過鋁合金的復合材料。目前被大量地應用在飛機機身結構制造上和小型無人機整體結構制造上。

以典型的第四代戰(zhàn)斗機F/A-22為例復合材料占24.2%，其中熱固性復合材料占

23.8%，熱塑性復合材料占0.4%左右。熱固性復合材料的70%左右為雙馬來酰亞胺樹脂(BMI，簡稱雙馬)基復合材料，生產200多種復雜零件，其它主要為環(huán)氧樹脂基復合材料，此外還有氰酸酯和熱塑性樹脂基復合材料等。主要應用部位為機翼、中機身蒙皮和隔框、尾翼等。近10年來，國內飛機上也較多的使用了復合材料。例如北京航空制造工程研究所研制并生產的QY8911/HT3雙馬來酰亞胺單向碳纖維預浸料及其復合材料已用于飛機前機身段、垂直尾翼安定面、機翼外翼、阻力板、整流壁板等構件。由北京航空材料研究院研制的PEEK/AS4C熱塑性樹脂單向碳纖維預浸料及其復合材料，具有優(yōu)異的抗斷裂韌性、耐水性、抗老化性、阻燃性和抗疲勞性能，適合制造飛機主承力構件，可在120℃下長期工作，已用于飛機起落架艙護板前蒙皮。

1.1.2 飛機隱身上的應用

近幾十年來，隱身復合材料的研究取得了長足進展，正朝著“薄、輕、寬(頻譜)、強(耐沖擊、耐高溫)”方向發(fā)展。美國最先將隱身材料用在飛機上，用隱身材料最多的是F-117和F-22飛機。F-117的隱身涂層十分復雜，有7種材料之多。

2000年，美空軍對F-117的隱身材料進行更新，將原來的7種隱身材料涂層更換為1種，全部F-117將具有通用的維修程序和雷達波吸收材料，技術規(guī)程的數量減少大約50%。改進后F-117的每飛行小時維修時間縮短一半以上，全部52架F-117的年維護費用從1450萬美元降至690萬美元。F-22 不采用全機涂覆吸波涂層的方法，但在機身內外的金屬件上全部采用了鐵氧體吸波涂層，它是一種有韌性的耐磨涂料，較之F-117的涂料易于噴涂且耐磨。專家預測到本世紀30代，導電高分子電致變色材料、摻雜氧化物半導體材料、納米復合材料和智能隱身等復合材料將實際用于飛機，它將使飛機的航電系統(tǒng)及控制方式發(fā)生根本性的變化。

1.2 航空發(fā)動機上的應用 1.2.1 渦輪發(fā)動機上的應用

由于具有密度小、比強度高和耐高溫等

固有特性，復合材料在航空渦輪發(fā)動機上應用的范圍越來越廣且比例越來越大，使航空渦輪發(fā)動機向“非金屬發(fā)動機”或“全復合材料發(fā)動機”方向發(fā)展。

(1)樹脂基復合材料

憑借比強度高，比模量高，耐疲勞與耐腐蝕性好，阻噪能力強的優(yōu)點，樹脂基復合材料在航空發(fā)動機冷端部件(風扇機匣、壓氣機葉片、進氣機匣等)和發(fā)動機短艙、反推力裝置等部件上得到廣泛應用。

(2)碳化硅纖維增強的鈦基復合材料 憑借密度小(有的僅為鎳基合金的1/2)，比剛度和比強度高，耐溫性好等優(yōu)點，碳化硅纖維增強的鈦基復合材料在壓氣機葉片、整體葉環(huán)、盤、軸、機匣、傳動桿等部件上已經得到了廣泛應用。

(3)陶瓷基復合材料

目前主要的陶瓷基復合材料產品是以SiC或C纖維增強的SiC和SiN基復合材料。憑借密度較小(僅為高溫合金的1/3～1/4)，力學性能較高，耐磨性及耐腐蝕性好等優(yōu)點，陶瓷基復合材料，尤其是纖維增強陶瓷基復合材料，已經開始應用于發(fā)動機高溫靜止部件(如噴嘴、火焰穩(wěn)定器)，并正在嘗試應用于燃燒室火焰筒、渦輪轉子葉片、渦輪導流葉片等部件上。

1.2.2 火箭發(fā)動機上的應用

由于火箭發(fā)動機噴管壁受到高速氣流的沖刷，工作條件十分惡劣，因此C/C最早用作其噴管喉襯，并由二維、三向發(fā)展到四向及更多向編織。同時火箭發(fā)動機設計者多年來一直企圖將具有高抗熱震的Ct/SiC用于發(fā)動機噴管的擴散段，但Ct的體積分數高，易氧化而限制了其廣泛應用，隨著CVD、CVI技術的發(fā)展，新的抗氧化Ct/SiC及C-C/SiC必將找到其用武之地。

目前為解決固體火箭發(fā)動機結構承載問題，美國和法國正在進行陶瓷纖維混合碳纖維而編織的多向(6向)基質、以熱穩(wěn)定氧化物為基體填充的陶瓷復合材料。SiC陶瓷制成的喉襯、內襯已進行多次點火試驗。今天作為火箭錐體候選材料的有A12O3、ZrO2、ThO2等陶瓷，而作為火箭尾噴管和

燃燒室則采用高溫結構材料有SiC、石墨、高溫陶瓷涂層等。

1.3 衛(wèi)星和宇航器上的應用

衛(wèi)星結構的輕型化對衛(wèi)星功能及運載火箭的要求至關重要，所以對衛(wèi)星結構的質量要求很嚴。國際通訊衛(wèi)星VA中心推力筒用碳纖維復合材料取代鋁后減質量23kg(約占30%)，可使有效載荷艙增加450條電話線路，僅此一項盈利就接近衛(wèi)星的發(fā)射費用。美、歐衛(wèi)星結構質量不到總質量的10%，其原因就是廣泛使用了復合材料。目前衛(wèi)星的微波通訊系統(tǒng)、能源系統(tǒng)(太陽能電池基板、框架)各種支撐結構件等已基本上做到復合材料化。我國在“風云二號氣象衛(wèi)星”及“神舟”系列飛船上均采用了碳/環(huán)氧復合材料做主承力構件，大大減輕了整星的質量，降低了發(fā)射成本。未來展望

2.1 原材料技術

復合材料發(fā)展的基礎和前提是原材料技術，主要包括基體和增強體，而其中增強纖維技術尤為重要。高模量和高強度的纖維既能為基體分擔大部分外加應力，又可阻礙裂紋的擴展，并且當局部纖維發(fā)生斷裂時以“拔出功”的形式消耗部分能量，起到提高斷裂能并克服脆性的效。目前關于碳纖維的研究主要是提高模量和強度，降低生產成本。使用的纖維先驅體仍然主要是PAN（聚丙烯腈）和瀝青纖維，二者所用物質的量比約為6:1。一般來說PAN基碳纖維具有高強度，而瀝青基碳纖維具有高模量。但通過控制微觀結構缺陷、結晶取向、雜質和改善工藝條件，利用PAN或瀝青纖維均可獲得高強高模纖維。事實上到目前為止，要穩(wěn)定生產模量大于700GPa和強度大于5.5GPa的高模高強碳纖維仍然是非常困難的。碳纖維的壓縮強度較低，離子注入技術可改善碳纖維的壓縮強度，但這種工藝成本很高。

2.2 低成本技術

目前，復合材料的需求量快速增長，而高成本已經成為制約復合材料廣泛應用的瓶頸。提高復合材料的性價比，除了在原材

料、裝配與維護等方面進行研究改進外，更重要的是降低復合材料的制造成本。

低成本制備技術也是低成本技術發(fā)展的一個方向。自動鋪帶技術和自動纖維絲束鋪放技術具有高效、低成本的特點，特別適合于大尺寸和復雜構件的制造，減少了拼裝零件的數目，節(jié)約了制造和裝配成本，充分利用了材料，極大地降低了材料的廢品率和制造工時。

改進的纖維纏繞和多維編織技術、樹脂傳遞模塑（RTM）和樹脂膜熔浸（RFI）工藝及其衍生工藝、新型非熱壓罐固化工藝以及工藝模擬和智能化技術等也是新興的復合材料低成本制造技術。目前研究最多最有發(fā)展前景的是電子束固化工藝，該工藝的優(yōu)點是固化溫度低、耗能低、模具材質要求不高；固化過程時間短、效率高、環(huán)境污染小，并可與RTM、拉擠、纏繞等自動化工藝相結合。

2.3 新型復合材料 2.3.1 超輕材料與結構

格柵增強結構的概念是20世紀70年代由美國麥道公司首先提出，其基本構想是：整個結構由鋁合金加強肋與蒙皮組成，加強肋呈正多邊形網格分布，整個結構表現出各向同性。這種結構形式剛剛出現，就以較高的可設計性、優(yōu)越的潛在性能備受關注。

2.3.2 納米復合材料

納米復合材料是由2種或2種以上的固相至少在一維以納米級大?。?-100nm）復合而成的復合材料。納米復合材料包括納米顆粒增強復合材料、納米片層增強復合材料、納米纖維增強復合材料和碳納米管增強復合材料等。納米復合材料已經成為先進復合材料技術的一個新增長點，也是先進復合材料技術研究最活躍的前沿領域之一。納米復合材料的超常特性使其在航空航天等領域具有廣泛的應用前景。

2.3.3 多功能復合材料

隨著新一代航空航天器向高超聲速方向的發(fā)展，苛刻的超高溫服役環(huán)境對材料及

結構的承載與防熱提出了嚴峻考驗，碳/碳(C/C)復合材料是適應這種需求的重要候選材料。C/C復合材料從碳纖維增強相結構可分為碳氈C/C和多向編織C/C復合材料。作為一種新型戰(zhàn)略材料，C/C復合材料的國防專用性和強烈的軍事背景使其研制和使用具有高度的機密性。碳基防熱復合材料主要用于燒蝕防熱和熱結構，較好地解決了輕質化、抗熱震、耐侵蝕等技術難題。除了傳統(tǒng)的C/C復合材料以外，近年來，美、俄、法等國家又開發(fā)了許多混雜其它材料的新型C/C材料以滿足不同的特殊使用要求。例如：在C/C材料中混入Si3N4、SiC、TiC、TaO、TaC等粉末，以提高C/C材料抗粒子侵蝕性能。更新的彈頭鼻錐防熱材料是針刺細編織物在穿刺或編織過程中加入改進性能的組分，如耐熔金屬絲、耐侵蝕粒子等，這樣可大大改進抗粒子侵蝕性能，達到全天候的目的。此外，四向或更多向碳基復合材料也是研制發(fā)展的方向，由于采用了交錯網絡結構和增加了增強方向數，不僅增加了各向同性、提高了抗侵蝕能力，也改進了耐燒蝕性。結語

隨著航空航天技術的飛速發(fā)展，對材料的要求也越來越高，一個國家新材料的研制與應用水平在很大程度上體現了其國防和科研技術水平，因此許多國家都把新型材料的研制與應用放在科研工作的首要地位。新型航空航天器的先進性標志之一是結構先進性，而先進復合材料是實現結構先進性的重要基礎和先導技術。我國將成為世界上先進復合材料的最大用戶，卻面臨著我國技術貯備的嚴重不足以及國外技術封鎖等考驗。因此，要實現我國先進復合材料研制和應用的可持續(xù)發(fā)展，必須堅持自主創(chuàng)新原則，解決原材料問題，低成本技術問題以及材料新型開發(fā)問題。

參考文獻：

[1] 蘇云洪，劉秀娟，楊永志．復合材料在航空航天中的應用[J].工程與試驗，2008,30(4)：36-38.[2] 王恩青，張斌．復合材料在航空航天中的發(fā)展

現狀和未來展望[J].科技信息，2011,28(33)：290.[3] 趙稼祥．東麗公司碳纖維及其復合材料的進展[J].宇航材料工藝，2006,30(6):53-56.[4] 丁楠，夏舉佩，張召述．利用磷渣和植物剩余物制備低溫陶瓷木材的研究[J].化工科技，2009,17(5):22-26．

[5] 劉玲．碳/環(huán)氧復合材料性能與工藝成本平衡分析設計方法研究[D].哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學，2004:18-20．

[6] 包建文，陳祥寶．電子束固化樹脂基復合材料進展[J].高分子通報2002,15(2):69-72．

[7] 杜善義．先進復合材料與航空航天[J].復合材料學報，2007,24(1):1-12．

[8] 張宇，王洪國，宋麗娟．微孔－中孔復合分子篩的合成研究進展[J].化工科技，2010,18(3):60-64． [9] 陳媛媛，馬波，張喜文等．含ＮＥＳ型分子篩的研究進展[J].化工科技，2009,17(5):63-68． [10] 俞繼軍，馬志強，姜貴慶等．復合材料燒蝕形貌測量及燒蝕機理分析[J].宇航材料工藝，2003,33(1):36-39．

[11] 梁軍，杜善義．防熱復合材料高溫力學性能[J].復合材料學報，2004,21(1):73-77．

[12] 王恒生，王志會，聶濤等．羰基化反應研究與應用[J].化工科技，2011,19(2):49-54．

[13] 何東曉．先進復合材料在航空航天的應用綜述[J].高科技纖維與應用，2006,31(6):9-11． [14] 王恒生，張國軍，程艷婷等．固體推進劑中新型含能材料研究進展[J].化工科技，2012,20(1):76-80．

第二篇：論述塑料模具設計與制造在航天航空領域的應用

論述塑料模具設計與制造在航天航空領域的應用

模具在加工業(yè)中有重要的地位。模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。

模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。

現代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展。

上世紀30年代以前，一般采用簡單工具與設備，形成以手工制造 模具的生產方式，也只能制造簡單模具，其制造精度與質量完全取決于工人技藝和實際經驗。上世紀30～70年代后期，是模具工業(yè)化生產方式的發(fā)展過程。其主要成就與特征有：廣泛采用銑削、成形磨削工藝，并實現帶精密孔距的圓孔與型孔加工的精密坐標磨削工藝技術；電火花成形加工和NC電火花線切割加工工藝的廣泛應用，為高硬材料的型件提供了關鍵加工技術；實現了模具型件的專業(yè)化、系列化和標準化。隨著模具標準化的發(fā)展，在生產中全面采用標準化進行設計與制造，不僅是模具工業(yè)化生產方式的重大成就和特征，也是實現現代化模具生產方式的重要技術基礎。

隨著計算機和機床工業(yè)的進步與發(fā)展，1980年以來模具CAD/CAM、CAD/CAM/CAE已成為廣泛的應用技術，它們與標準化相配合實現了模具設計與制造的信息化、數字化的模具生產方式。

年代以來，在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經濟政 策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999 年我國模具工業(yè)產值為245 億，至2000年我國模具總產值預計為260-270 億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。

我國塑料模工業(yè)從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。

成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。在制造技術方面，CAD/CAM/CAE 技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數量的CAD/CAM 系統(tǒng)，據有關方面預測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數，所以，從減少進口、提高國產化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC 塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展速度也將高于總平均 水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產品方面，除了彩電等音像產品外，筆記本電腦和網機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。研究表明，模具的使用壽命與熱處理、選材、結構、機械加工 工藝、滑潤、設計水平等諸多因素有關。根據對大量失效模具的分析統(tǒng)計，在引起模具失效的各種因素中，熱處理不當約占45%，選材和模具結構不合理約占25%，工藝問題約占10%，滑潤和設備問題因素約占20%。因此，在模具設計和制造過程中，選材、模具結構、熱處理工藝、加工工藝和改善模具的工作條件都能夠提高模具的質量和使用壽命。

1.合理選用模具材料

選用模具材料時，應根據不同的生產批量、工藝方法進行選擇。在批量生產中，應選用耐用的模具材料，如硬質合金，高強韌、高耐磨模具鋼；小批量或新產品試制可采用鋅合金、鉍錫合金等模具材料；易變形、易斷裂失效的通用模具，需要選用高強度、高韌性的材料；熱鍛模要選用具有良好的韌性、強度、耐模性和抗冷熱疲勞性能的材料；壓鑄模要采用熱疲勞抗力高、高溫強度大的合金鋼；塑料模具則應選擇易切削、組織致密、拋光性能好的材料。此外，在設計凸凹模時，選用不同硬度或不同材料的模具相搭配，模具使用壽命可提高5～6倍。

2.合理的模具結構

模具設計的原則是保證足夠的強度、剛度、同心度、對中性和合理的沖裁間隙，并減少應力集中，以保證由模具生產出來零件符合設計要求。因此，對模具的主要工作零件要求導向精度高、同心度和中性好及沖裁的間隙合理。在模具設計時，應著重考慮：凸模應注意導向支撐和對中保護，特別是設計小孔凸模時采用自身導向結構，可延長模具壽命；對夾角、窄槽等薄弱部位，為了減少應力集中，要以圓弧過渡，圓弧半徑R可取3～5 mm；對于結構復雜的凹模采用鑲拼結構，也可減少應力集中；合理增大間隙，改善凸模工作部分的受力狀態(tài)，使沖裁力、卸件力和推件力下降，凸、凹模刃口磨損減少。

3.模具的熱處理工藝

從模具失效分析得知，45%的模具失效是由于熱處理不當造成的。磨損、粘結均發(fā)生在表面，疲勞、斷裂也往往從表面開始，因此對模具表面的加工質量要求非常高。但實際上由于加工痕跡的存在，熱處理時表面氧化脫碳在所難免，模具的表面性能反而比基體差。采用熱處理新技術是提高模具性能的有效措施。模具熱處理工藝包括基體強韌化和表面強化處理：基體的強韌化在于提高基體的強度和韌度，減少斷裂和變形；表面強化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。

航空航天為科學研究的發(fā)展作出了重要貢獻。在很長時間內，人類對自然界的認識全部來自在地球表面進行的生產活動和科學研究。航空技術為人類提供了從空中觀察自然界的條件。氣球是最早進行對地觀測、大氣探測的空中運載工具。飛機可以在上萬米的高空對地球進行大面積觀測。航天揭開了從太空觀測、研究地球和整個宇宙的新時代。人造地球衛(wèi)星剛一上天就發(fā)現了地球輻射帶。接著，各種科學衛(wèi)星和空間探測器發(fā)現了地球磁層、地冕、太陽風，基本上了解了它們的結構及其相互影響，測量了太陽系大多數行星的大氣參數、表面結構和化學成分;在宇宙中發(fā)現了大量的X射線，γ射線和紅外天體，發(fā)現了極高能量的粒子以及可能是“黑洞”的天體。載人航天實現了人在太空的天文觀測，并且送人登上了月球，進行實地考察。通過航天活動獲得的有關地球空間、行星際空間、太陽系和遙遠宇宙天體的極其豐富的信息,大大更新了人類對于地球空間、太陽系和整個宇宙的認識，推動了天文學、空間物理學、高能物理學、生物學的發(fā)展，形成了一些新的學科分支。裝有各種遙感器的航天器已經成為觀測和監(jiān)視地球物理環(huán)境的有效工具。衛(wèi)星氣象觀測、衛(wèi)星海洋觀測、衛(wèi)星資源勘測等新技術推動了氣象學、海洋學、水文學、地質學、地理學、測繪學的發(fā)展，產生了衛(wèi)星氣象學、衛(wèi)星海洋學、衛(wèi)星測繪學等一系列新的學科分支。載人航天器為人類創(chuàng)造了一個具有眾多特殊環(huán)境條件（極高真空、微重力、超低溫、強太陽輻射）的天然實驗室，可借以開展物理、化學、生物、醫(yī)學、新材料、新工藝等綜合研究工作。例如，在微重力條件下，可以研制和生產高純度大單晶、超純度金屬和超導合金以及特種生物藥品等。

模具設計與制造在航空航天里的應用包括各種零部件的制造，由于航天器是非常高端的東西，必須用非常耐高溫和輕質等具有特殊功能的功能高分子材料來制造，這就決定了模具也要用特殊的材料來制造，一般來說，制造這種模具要用更多成本，而且關乎國家戰(zhàn)略安全，不會由一般企業(yè)制作，也不是一般企業(yè)能承受得起的，必須由國家兵器制造公司來設計制造。而且由國內模具制造行業(yè)的頂尖人才去完成這項光榮而艱巨的使命，我們要做的就是好好學習，努力工作，努力去成為業(yè)內頂尖人才，為國家做出應有的貢獻。實現自己的人生價值。

第三篇：AMT技術應用現狀與前景展望

AMT技術應用現狀與前景展望

整理時間：2008-9-25 10:02:37 來源：中國汽車工業(yè)信息網打印評論收藏關閉

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近幾年重型汽車發(fā)動機功率200～350kW，輸出扭矩900～2200N·m，需要爬行擋速比為10～17，要求擋位間隔小，速比階小于30%，這就需要使用更多的擋位（8～16個前進擋），而且越來越多地采用副的多擋位變速器。副變速器的采用和擋位數的增多，加大了駕駛員的操縱難度和勞動強度，變速器的故障率上升，手動機械式操縱機構已不適應當今重型汽車的發(fā)展。

AMT保留了原手動變速器總成的絕大部分機構，只是將其手動變速的操縱機構用自動操縱機構所取代，生產繼承性好，改造成本低，見效快，并且通過軟件的優(yōu)化設計可以全面提高車輛的使用性能。因此，世界各大汽車公司和一些科研院校都在進行此項技術的研究和開發(fā)工作。表1給出了手動變速器（MT）與自動變速器的性能比較。因AMT具有較高的性價比，汽車市場對AMT的需求不斷增加。

目前，AMT在美國和歐洲已實現了商品化，重型汽車上裝配AMT的比例正在逐步增加。據預測，到2008年，歐洲近50%的MT將被AMT取代，部分AT市場也會被AMT占據。因此，近年來世界各重型汽車生產企業(yè)都在努力開發(fā)新一代的AMT產品。表2列出了世界著名重型汽車公司的AMT產品及主要特點。

我國從20世紀80年代初就開始了AMT技術的研究工作，并取得了一系列成果。在AMT技術理論上的研究與國際水平相當，但在產品化方面，與國外的差距較大。表3列出了國內開展AMT技術研究的單位及其產品特點。

在AMT技術理論研究取得一系列成果后，目前國內研究主要集中在提高系統(tǒng)可靠性、適應性和降低成本上。北京理工大學正在與國內幾家汽車公司和變速器生產廠家合作開發(fā)AMT產品，這促進了AMT技術商品化、產業(yè)化。經過20余年的探索和發(fā)展，我國對AMT技術的研究已經逐步走向成熟，已具備了向商品化、產業(yè)化轉變的條件。推廣AMT系列化產品不僅符合我國國情，而且市場發(fā)展?jié)摿薮?。歐洲最大的獨立汽車變速器GETRAG公司在我國進行了廣泛的市場調查后也認為，我國的重型汽車AMT市場前景廣闊。

（1）未來10～15年內我國重型汽車技術發(fā)展的方向將是全面改善和提高重型汽車的技術性能和使用性能，這為AMT技術的發(fā)展提供了足夠的空間。

（2）對于城市公交客車，在滿足駕駛舒適簡便和低成本的雙重條件下，AMT應是其首選對象。因此，AMT技術應用于城市公交客車的發(fā)展前景廣闊。

（3）目前，國內在重型車輛上開發(fā)的AMT產品，其執(zhí)行機構主要采用液壓驅動方案。由于大部分重型專用汽車上都具有不同用途的液壓系統(tǒng)，本身帶有液壓油源，因此現有的AMT技術可以直接在其上應用。對于無液壓油源但采用了氣壓制動的車輛，因有氣源，可采用氣動方案來驅動執(zhí)行機構。由于專用汽車是一種具有高附加值、高利潤的產品，而加裝AMT系統(tǒng)增加的成本相對總成本來說比較小，且由此帶來的整車性能及售價的提高，對于專用汽車生產廠家來說，無疑具有較大的吸引力。

第四篇：兩岸關系現狀與展望

自古以來臺灣就是屬于中國的領土，國際社會也普遍承認臺灣是中國的一部分。然而由于國、共內戰(zhàn)和美國的介入，1949年以后兩岸一直處分離狀態(tài)，兩岸治權統(tǒng)一成為包括臺灣人民在內的全體中國人的一件大事。50多年的兩岸關系有兩大重要變化，一是兩岸人民由老死不相往來發(fā)展到相對自由的交往，二是臺灣當局由堅持“一個中國”原則轉變?yōu)榉裾J“一個中國”原則。21世紀的今天，兩岸人民往來十分頻繁，兩岸經濟與文化趨向融合，雖突破了諸多政治僵局，但很多政治難題仍然存在，但是我們堅信臺灣是中國不可分割的一部分，終將歸于祖**親的懷抱。

一、兩岸關系現狀觀察

現狀由歷史發(fā)展而來，解讀現狀必須從歷史開始。胡錦濤是這樣描述的：“1949年以來，大陸和臺灣盡管尚未統(tǒng)一，但不是中國領土和主權的分裂，而是上個世紀40年代中后期中國內戰(zhàn)遺留并延續(xù)的政治對立，這沒有改變大陸和臺灣同屬一個中國的事實?！边@是對兩岸關系現狀的客觀解說，也是實行維持兩岸關系現狀政策的基礎。

事實上，大陸和臺灣同屬一個中國，一直是兩岸人民的共識。

據臺灣媒體報道，島內有關方面最近曾就兩岸關系進行

108項民調，主張兩岸維持現狀的占64.9—，肯定兩岸關系目前緩和趨向的占52.2—。兩者，一是對兩岸維持現狀的肯定，一是對當前緩和趨向的認可。

從目前看，各方在“一個中國”問題上，至少表面上是比較一致的。中國政府是最堅定的，不會有任何退讓；美國政府也一再重申堅守“一個中國”政策；現臺灣當局，既承認“九二共識”，也堅持說它是“一中憲法”，兩者本質上都是認同“一個中國”的。但實質上要求確實不同的。

臺灣方面要求的現狀，是“不統(tǒng)、不獨、不武”；美國方面要求的是“不統(tǒng)、不獨、不戰(zhàn)”； 兩者基本上一致。而中國大陸方面要求的，則必須是 “一個中國”。因為，兩岸雖然還未統(tǒng)一，但“同屬一個中國”的現狀并無任何改變。還有，兩岸實行的也是不同的社會制度，因而，“一國兩制”實際上也是兩岸的現狀。盡管民進黨千方百計把“一國兩制”污名化、妖魔化，但就是無法駁倒這個客觀存在的事實。

總之一句話，我的兩岸“現狀觀”，就是要把兩岸“客觀存在”的現狀，也就是“一國兩制”，轉化為“主觀認同”，即通過兩岸平等協(xié)商，使之共識化，合法化，完善化，正?；?，從而使兩岸關系持續(xù)的和平發(fā)展和共創(chuàng)兩岸人民的永久福祉。

三、兩岸關系未來展望

多年來兩岸各方面的交流不斷增強，隨著兩岸的經濟，文化，政治的往來，兩岸人民更加的相親相愛，兩岸關系趨向融合。

在一個有關海峽兩岸問題的學術會議上，中國和平與發(fā)展研究中心研究員、中華文化發(fā)展促進會常務副秘書長辛旗，就兩岸關系未來發(fā)展與他進行了交談。

海峽兩岸的對話不僅僅是學術對話，更是歷史的對話、民心的對話、未來的對話”。辛旗先生做專題發(fā)言“登高望遠，推動兩岸關系和平發(fā)展”。

所謂“歷史的對話”就是兩岸在中華民族近代史悲情方面要有設身處地的體諒；所謂“民心的對話”就是相互理解兩岸人民的根本利益和愿望，以民為本，遂民所愿；所謂“未來的對話”就是根據兩岸現狀，尋找實現現代化和國家統(tǒng)一的交集點，保證穩(wěn)健、和平地推進這一進程。

辛旗先生說，“天下太平”是中國歷代追求的政治理想，兩岸統(tǒng)一的最佳方式是和平統(tǒng)一，和平是根本，和平是百年大計，和平統(tǒng)一應當成為兩岸現代化進程的重要標志。而維護統(tǒng)一首先要推心置腹地理解中國這一豐厚的歷史、現實、文化、政治多面向的觀念，承認各地中國人取得的正面成就，無論政治觀念的差異有多大，祖國大陸和臺灣取得的成就都是中國人的成就，都是中國人的經驗。

最后，我堅信，在實現中華民族偉大復興的進程中，只要包括臺灣同胞在內的所有中華兒女團結奮斗，兩岸關系終將朝著和平穩(wěn)定的方向發(fā)展，臺灣問題一定能夠早日解決。

第五篇：酶制劑在工業(yè)上的應用現狀與展望

《酶工程》課程論文

學院：材料與化工學院

專業(yè)班級：

2011級生物工程（2）班 姓 名： 李丹丹

學

號：

20110412310047

評閱意見

評閱成績

評閱教師：

2014年 6月 12日

酶制劑在工業(yè)上的應用現狀與展望 姓名：李丹丹

學院和專業(yè)：材料與化工生物工程2班

摘要：酶制劑是一類特殊的食品添加劑，具有催化高效性，專一性等顯著特點。文章綜述了食品工業(yè)中酶制劑利用及新動向，包括淀粉糖、油脂、蛋白質加工、面包、啤酒、飲料工業(yè)以及改善苦味的酶類的應用。并介紹了酶與食品的關系、酶制劑在食品生產中用于保藏、改善質量和增加營養(yǎng)價值、增加品種種類、提高便捷性和提高食品生產效率等作用,還介紹了酶制劑在飼料中的應用。并對酶制劑在食品工業(yè)中和在動物飼料方面的發(fā)展方向進行展望。關鍵詞：酶制劑食品工業(yè)飼料工業(yè)應用 1.酶制劑的簡介

酶是一類具有專一性生物催化能力的蛋白質。而從生物體中提取的具有酶活力的制品，稱為酶制劑。酶制劑主要用于食品加工和制造業(yè)方面，它在對提高食品生產效率和產量、改進產品風味和質量等方面有著其它催化劑所無法替代的作用。另外，酶制劑在日化、紡織、環(huán)境保護和飼料等行業(yè)也有著較廣泛的應用。隨著發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，酶制劑的主要來源已被微生物所取代，它具有不受季節(jié)、地區(qū)和數量等因素影響的特性，還具有種類多、繁殖快、質量穩(wěn)定和成本低等特點。隨著微生物育種技術的發(fā)展，酶制劑的種類越來越多，分類也越來越細。目前我國已工業(yè)化生產的、且用于食品工業(yè)的酶制劑主要有：淀粉酶、異淀粉酶、果膠酶和蛋白酶等，它們在食品加工中都起著十分重要的作用。當然，盡管目前我國酶制劑行業(yè)的發(fā)展已有了長足進步，但與發(fā)達國家相比，還有很大差距。為進一步加快酶制劑產業(yè)技術的進步，今后應注重在調整產品結構、增加新品種、提高產品質量和競爭力、實現規(guī)?；洜I和拓寬應用領域等方面作深入的研究。2．酶制劑在食品工業(yè)中的應用

利用淀粉酶可以將淀粉水解為葡萄糖或不同DE值的淀粉糖漿，再經過葡萄糖異構酶的作用產生果葡糖漿；果膠酶用于果汁的加工和澄清，可提高果酒的得率，改善澄清效果，加快過濾速度；乳糖酶可分解牛奶中的乳糖，提高人體對牛奶的消化性；脂肪酸可改進食品風味；蛋白酶可用于蛋白胨和氨基酸混合液的制造，生產糖果使用的蛋白發(fā)泡劑，用在面包、糕點和通心粉的生產上可縮短揉面時間、增強面團延伸性和改進產品質量，用在肉類加工上可嫩化肉類、軟化腸衣和提高質量，用在乳酪制造上可縮短生產時間等。2．1用于保藏

溶酶菌現已廣泛地被用作水產品、肉食品、蛋糕、酒精、料酒、飲料以及日用化妝品的防腐劑。由于食品中的羥基和酸會影響溶酶菌的活性，因此，它一般與酒、植酸、甘氨酸等物質配合使用。目前與甘氨酸配合食使用的溶酶菌制劑，應用于面食、水產、熟食及冰淇淋等食品的防腐。在低度酒中添加20mg/kg的溶酶菌不僅對酒的風味無任何不良影響，還可防止產酸菌的生產，同時受酒類澄清劑的影響很小，是低度酒類較好的防腐劑，如日本就把溶酶菌用于清酒的防腐。

乳制品保險牛乳中含有13mg/dl的溶酶菌，在人乳中含量為40mg/ml。在鮮乳或奶粉中加入一定量溶酶菌，不但可起到防腐作用，而且還有強化作用，能增進嬰兒健康。將各種肉類和水產熟制品（如魚丸、香腸及紅腸等），用含1%明膠和0.05%溶酶菌的混合液浸漬后再包裝保存，可延長其保質期。各類糕點特別是奶油蛋糕是容易腐敗變質的食品，在制作過程中加入溶酶菌就具有一定的防腐、保鮮作用。此外，溶酶菌還可應用于pH值為6.0~7.5的飲料的防腐。海產品及水產品如蝦、魚和蛤蜊等在含甘氨酸、溶酶菌和食鹽的溶液中浸漬5min后，瀝干，在5℃下保存9d后，無異味、無色澤變化。3．2提高食品質量和增加營養(yǎng)價值 將花青素酶用于葡糖酒的生產中，可以起到脫色的作用。

復合蛋白酶可嫩化肌肉，使肉制品鮮嫩可口，谷氨酰胺轉胺酶，用于鮮肉處理，可以通過催化蛋白質分子之間發(fā)生的交聯，改善蛋白質的許多重要性能，如用該酶生產重組肉時，它不僅可將碎肉粘結在一起，還可以將各種非肉蛋白交聯到肉蛋白上，明顯改善肉制品的口感、風味、組織結構和營養(yǎng)成份。

由淀粉酶、木聚糖酶、葡萄糖氧化酶和脂肪酶等組成的面包、饅頭等發(fā)酵面食專用復合酶，已經廣泛用于面食加工中。代表產品有面包改良劑，通過加入各種酶制劑，是原料的耐攪拌性增強，面團光滑、柔軟，有效地縮短發(fā)酵時間，提高耐醒發(fā)能力，入爐后有較好的膨脹效果，內部細膩、氣孔均勻，面包芯潔白、柔軟，富有彈性，口味醇香，體積大，冷卻后不易收縮，有效地延長了面包的老化周期及貨架期。

在肉類香精生產中常用的風味酶就是一種復合酶，使最終反應達到風味化要求。

通過多種蛋白酶的作用生產多功能肽及各種氨基酸已經是營養(yǎng)保健行業(yè)常見的加工方法。不同的酶組合加工不同的多肽，如大豆肽、花生多肽、動物多肽等。還有淀粉深加工用復合酶分步反應生產低聚糖、異低聚糖已經成為大工業(yè)化生產，為保健品行業(yè)提供新原料。2．3增加品種和方便性

如用纖維素酶及果膠酶處理過的檳榔，使硬組織軟化，方便食用，提高適口性，更便于咀嚼。為兒童提高各種酶解后的動植物天然食品，通過纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等多種酶作用，去除不易吸收的成分，提高營養(yǎng)價值，更適合嬰幼兒的營養(yǎng)吸收。2．4提高食品生產效率

丹寧酶消除多酚類物質，去除澀味并消除其形成的沉淀。蛋白酶用于餅干減筋，生產酥性餅干。纖維素酶、果膠酶常用于榨果汁、豆油等多于原料的前處理，通過對果膠和纖維素的降解來解決加工難度，提高出油、出汁率。

3.飼料用酶制劑的作用及在動物生產中的應用

3.1補充內源酶的不足，提高其分泌和活性幼齡動物或處于病態(tài)下的動物，適當補加蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等制劑能補充內源酶的不足，可提高飼料消化率。這類酶制劑在斷奶仔豬中應用較多，效果也比較的好。

3.2消除飼料中抗營養(yǎng)因子和有毒有害物質，提高飼料的營養(yǎng)價值飼料中存在著許多的抗營養(yǎng)因子和有毒有害物質，如植酸、蛋白酶抑制因子、植物凝集素和霉菌毒素等，酶制劑可部分或全部消除其不良影響。

3.3提高飼料利用率，減少疾病的發(fā)生提裔飼料剃掰酶原因主要有兩方面:一是加入聚糖酶等，可降低食糜酶糕發(fā)，使食寨與肉源性消化酶充分接觸，可提高飼料消化率;二是添加的聚糖酶分解植物細胞壁，有利于細胞內容物≤淀粉、蛋皇旗和脂肪)的釋放。4.我國酶制劑工業(yè)的生產現狀

4.1酶制劑品種和質量達到或接近國際先進水平

隨著空氣絕對過濾技術、發(fā)酵自動化控制技術、超濾膜后處理技術、無菌技術、保存技術等先進生產技術在酶制劑工業(yè)中的應用普及，我國酶制劑生產逐漸摒棄傳統(tǒng)工藝，產品品種和規(guī)格多樣化，液體酶、復合酶替代固體酶和單一酶，占據了市場主流。4.2生產企業(yè)逐步向規(guī)?；同F代化發(fā)展

2000 年酶制劑產量占全行業(yè)的86.12％，銷售額占83.60％，有10家企業(yè)通過了iso9002質量管理認證或iso9000質量檢驗認證，全行業(yè)有十多家企業(yè)擁有自己的互聯網網站。近年來，企業(yè)普遍加大了設備和技術改造力度，并開始引入技術創(chuàng)新基地建設和資本運營等保持高科技企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念，從而使酶制劑行業(yè)的企業(yè)建設和發(fā)展有了明顯飛躍。4.3產品價格極具競爭力

近十年來，酶制劑行業(yè)依靠技術進步，大幅度降低了生產成本和產品售價，連續(xù)多年降價幅度在20％左右，相當于每年將數億元利潤讓利于應用行業(yè)。雖然產品價格一路走低對企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展造成一定影響，但卻使國內酶制劑產品和國外產品相比，極具價格優(yōu)勢，同時低價位的高科技產品有力促進了國內酶制劑應用市場的成熟和發(fā)展。4.4行業(yè)管理確保企業(yè)和行業(yè)的健康發(fā)展 中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會下設酶制劑分會，由會員大會選舉產生分會理事會，對全國酶制劑生產企業(yè)進行統(tǒng)一行業(yè)管理。此外，中國食品科技學會下設酶制劑專業(yè)學會，積極參與酶制劑行業(yè)的標準制定、產品研制、技術改造、應用領域開發(fā)和生產管理。酶制劑分會和學會在促進我國酶制劑行業(yè)發(fā)展、加強行業(yè)自律等方面起到了積極的作用。4.5酶制劑的應用有力促進了我國現代食品工業(yè)的發(fā)展

我國酶制劑的主要應用領域是食品工業(yè)，全世界食品工業(yè)用酶約占總量的60％，我國更高達85％以上。酶制劑對我國食品工業(yè)的技術進步做出過突出貢獻：在啤酒生產中，采用淀粉酶的新型輔料液化工藝以及復合酶制劑的應用對提高我國啤酒的產量和質量有重要意義；在玉米深加工領域，采用耐高溫淀粉酶和糖化酶的“淀粉噴射液化”技術以及“雙酶法”糖化技術全面帶動了我國淀粉糖、味精、檸檬酸等生產工藝的改革。近年來，蛋白酶、果膠酶、纖維素酶等在果酒、果汁、調味品、烘焙、肉制品、中藥有效成分提取以及多肽保健品生產中的應用也都取得較大的進展。5.酶制劑的發(fā)展前景

目前為止，國際上食品酶制劑應用最多是淀粉、乳制品行業(yè)，而糕點、營養(yǎng)功能食品和傳統(tǒng)日常食品的應用則不到10%。我國食品酶制劑工業(yè)起步晚，雖然近年來有了較大的發(fā)展，但技術工藝、裝備、產品品種質量水平依然較低，并且應用規(guī)模很小，其應用主要集中在淀粉、釀酒行業(yè)，其他食品領域近乎空白，而在食品保鮮中的應用可以說只是處于起步階段，隨著基因工程、細胞固定化技術等的發(fā)展，酶制劑在食品保鮮中也將有著更廣闊的應用前景，大力加強酶制劑在食品保鮮中的應用研究具有非常重要的意義。

酶制劑在飼料工業(yè)中已展現出了廣闊的應用前景。隨著分子生物學、基因工程技術的進一.步發(fā)展，可生產出進一步適應飼料加工業(yè)的需要的酶制劑，并可降低其生產成本，實現大規(guī)模的生產，可使酶制劑進一步提高動物的生產性能，提高飼料利用率、節(jié)約糧食、消除飼料中抗營養(yǎng)因子作用，減少動物排泄物中磷對環(huán)境的污染，為人們提供充足的動物產品。參考文獻 [1] 蒲海燕，劉春芬，賀稚非等。酶制劑在食品中的應用概況[J]。中國食品添加劑，2004(4)：103。

[2] 張鳳凱，馬美湖。溶菌酶及其食品保鮮劑的應用[J]。肉類研究，2001(4)：41-42。[3] 張平。天然食品添加劑在食品保鮮貯藏中的應用[J]?，F代化農業(yè)，2002(11)：16。[4]于明超.芽孢桿菌和中草藥在凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）飼料中的應用研究[D].中國海洋大學,2007.[5]邢思華.溶菌酶在異育銀鯽和草魚飼料中的應用研究[D].上海海洋大學,2012.[6]凌宇.酶在飼料中的應用[J].廣東飼料,1996,04:18-19.[7] Perciva lZhang YH, H i mmelME, M ielenz JR.Outlook for ce-llulase i mprovement : screening and selection strategies[ J].B io-technology A dvances , 2006 , 24(5): 452-481.[8] W ang HM, Bao K.Neutral cellulase catalytic core and method of producing same [ P ].United States Patent 20060154843 ,A1, 2006.[9 Yu LX, Gray BN, Rutzke CJ , et al.Expression of ther mostablem icrobia l cellulases in the chloroplasts of nicotine-free tobacco[ J].Journal of Biotechnology, 2007 , 131(3): 362-369.[10] T YNDALL R M.Improving the softness and surface of cot-ton fabrics and garments by treatment with cellulase enzymes[ J].T extile Chem Color, 1992, 24(6): 23-26.[11]Smant G, Stokkemans J P, Yan Y T, et al.Endoge-nous cellulases in animals: isolation of beta-1, 4-en-doglucanase genes from two species of plant-parasiticcystnematodes [J].Proc Natl Acad Sci USA, 1998, 95(9): 4906~4911.[12]Sugimura M, Watanbe H, Lo N, et al.Purification,characterization, cDNA cloning and nucleotide se-quencing of a cellulase from the yellow-spotted longi-corn bettle, Psacothea hilaris [J].Eur J Biochem, 2003,270(16): 3455~3460.