本書從化學(xué)成分、改性處理、顯微組織、力學(xué)性能及其影響因素等方面闡述了航空材料的基本理論和基本規(guī)律,并著重介紹了金屬材料的改性處理熱處理。全書由緒論作為鋪墊,正文共分為三大部分、7章內(nèi)容。第一部分(第1章)介紹了航空材料的力學(xué)性能,包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、斷裂韌性、疲勞性能和高溫蠕變性能等。第二部分(第2章)介紹了金屬熱處理,包括熱處理原理和常用熱處理工藝。第三部分(第3~第7章)介紹了各種航空材料,包括金屬材料及熱處理、陶瓷材料及改性處理、高分子材料及改性處理以及復(fù)合材料。
1.教材編寫秉承新工科指導(dǎo)思想,遵循課程思政和工程教育理念。
2.相比市場同類教材,教材中創(chuàng)新補(bǔ)充了材料改性內(nèi)容如高分子材料和陶瓷材料的改性技術(shù),以及完善了金屬材料改性處理知識體系,并且增加了計(jì)算機(jī)應(yīng)用等有價(jià)值的交叉學(xué)科內(nèi)容。
3.全書涵蓋航空材料四大類別金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復(fù)合材料的介紹。
4.讀者閱讀本書,可了解到航空材料發(fā)展歷程,特別是中國大飛機(jī)的夢想與實(shí)踐。助力航空強(qiáng)國建設(shè),增強(qiáng)文化自信。
2017年,教育B提出了新工科教育理念。本書就是在相關(guān)課程新工科教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫而成的。
近年來,隨著國家全面實(shí)施中國制造2025計(jì)劃,航空裝備制造業(yè)獲得了跨越式發(fā)展。比如,中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司(簡稱中國商飛)研發(fā)的C919大飛機(jī),機(jī)身包含上百萬個(gè)零部件,帶動(dòng)了大量新材料的研發(fā)和應(yīng)用。為適應(yīng)航空制造業(yè)蓬勃發(fā)展的勢頭,高校教材亟需按照新工科教育理念進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。因此,本書在原有內(nèi)部講義航空材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行了多項(xiàng)優(yōu)化,主要包括:
1.補(bǔ)充了材料改性內(nèi)容
航空材料具有種類多、品種和規(guī)格繁雜的特點(diǎn)。在許多情況下,航空材料的用量還比較小,甚至達(dá)不到批量生產(chǎn)的要求,對現(xiàn)有材料做改性處理來滿足航空裝備使用要求,則是一種高效的解決途徑。因此,材料改性技術(shù)在當(dāng)前的航空企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。針對航空制造業(yè)的發(fā)展需求,本書補(bǔ)充了一些材料改性內(nèi)容,包括高分子材料和陶瓷材料的改性技術(shù);同時(shí)更新完善了金屬材料改性處理熱處理的知識體系。
2.增加了交叉學(xué)科內(nèi)容
計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能等新技術(shù)的發(fā)展,對航空材料與改性技術(shù)產(chǎn)生了巨大的促進(jìn)作用。本書部分章節(jié)專門介紹了一些有實(shí)用價(jià)值的交叉學(xué)科內(nèi)容,比如2.8節(jié)計(jì)算機(jī)技術(shù)在熱處理中的應(yīng)用和7.7節(jié)計(jì)算機(jī)技術(shù)在復(fù)合材料中的應(yīng)用等。
3.更新了法律法規(guī)內(nèi)容
本書涉及的國家標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容,均采用國家市場監(jiān)督管理總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。這些內(nèi)容可潛移默化地幫助學(xué)生建立起法律意識,實(shí)現(xiàn)課程思政潤物細(xì)無聲之效果。
本書編寫分工如下:緒論和第2章由趙新編寫,第1章由張夢雯編寫,第3章3.1~3.6節(jié)由劉長紅編寫,第3章3.7節(jié)和第4章由陳占興編寫,第5章由關(guān)莉編寫,第6章由邢秋瑋編寫,第7章由王旭磊編寫。全書由趙新?lián)沃骶,?fù)責(zé)統(tǒng)稿定稿。郭曉琴教授審閱了本書,并提出寶貴意見和建議,在此表示感謝。
限于水平,本書難免有不足之處,懇請讀者指正。
編者
2025年3月
趙新,工學(xué)博士,鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院材料學(xué)院三級教授、碩士生導(dǎo)師,河南省材料學(xué)重點(diǎn)學(xué)科材料加工方向?qū)W術(shù)帶頭人,The Scientific World Journal編委,中國材料研究學(xué)會(huì)高級會(huì)員。主要研究方向包括:材料的強(qiáng)化、韌化與組織超細(xì)化;航空材料加工過程的模擬與優(yōu)化。主持航空科學(xué)基金項(xiàng)目、河南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、河南省高新技術(shù)領(lǐng)域科技攻關(guān)項(xiàng)目等多項(xiàng)課題。獲河南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、貴州省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。在Materials Letters、Materials Science and Engineering A、Journal of Materials Science、《材料熱處理學(xué)報(bào)》等國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文90余篇(其中被SCI/EI收錄論文60余篇)。出版學(xué)術(shù)專著1部(獲河南省優(yōu)秀學(xué)術(shù)著作一等獎(jiǎng)),教材3本。