时间：2023-08-14 09:25:18
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇航空航天发展趋势，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
高性能结构材料的主要发展方向是轻质、高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、低成本、结构功能一体化。“十五”期间，高性能结构材料以国民经济建设和国防事业发展中的重大需求为导向，积极鼓励原始创新，强调跨越式发展，充分利用我国优势资源和已有技术优势，发展具有自主知识产权的高性能结构材料及其先进制备、成形与加工技术，为我国高技术产业的跨越式发展、传统产业的改造升级和可持续发展创造条件。
高性能结构材料：结构材料指以力学性能为主的工程材料。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能，并适应特殊环境要求的结构材料。结构材料指以力学性能为主的工程材料，它是国民经济中应用最为广泛的材料，从日用品、建筑到汽车、飞机、卫星和火箭等，均以某种形式的结构框架获得其外形、大小和强度。钢铁、有色金属等传统材料都属于此类。高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性等力学性能，并适应特殊环境要求的结构材料。包括新型金属材料、高性能结构陶瓷材料和高分子材料等。
新型聚酰亚胺刹车片
项目简介：我国自行研制的聚酰亚胺半金属轿车刹车片日前通过了国家汽车质量检验中心的鉴定,鉴定意见称,这种刹车片制动性能好,耐热耐磨,达到了国际先进水平。 这个新成果是由中科院长春应用化学研究所研制成功的。研究人员介绍说,随着道路条件和车辆性能不断改进,对汽车制动器的要求越来越高。就轿车而言,在连续刹车的情况下,刹车片表面工作温度可达500℃以上,需要高耐温高耐磨的刹车材料来维持汽车制动性能的稳定,保证行车安全。
趋势意义：国内先进
激光近成形钴基高温合金研究
项目简介：利用激光近成形技术,采用钴基合金粉末在金属零件表面进行单道多层熔覆成形试验,获得具有良好外形和尺寸精度2～20mm的薄壁零件.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、电子拉伸试验机和显微硬度计等分析仪器对其微观组织、微观成分分布及抗拉强度和硬度进行了分析和测试.结果表明,所成形的薄壁零件的组织为细小的枝晶,层间成分分布均匀,没有明显的成分偏析.力学性能测试结果显示其性能可满足实际使用要求."
趋势意义：国内先进
高性能镁-稀土结构材料研制、开发与应用
项目简介：由于镁合金具有低的密度．质轻、高比刚度、卓越的机械性能、高的硬度及良好的铸造性能，近几十年来镁合金的应用一直是自动化工业的目标之一。然而，高温特殊用途。例如在发动机上的应用，通常的镁合金就受到了限制。因为在高温下它们的强度和抗蠕变性能都比较差。由于镁一稀土合金增加了材料的抗拉强度、延展性及抗蠕变性能，稀土加入形成镁-稀上合金就可以满足高温应用的要求。
趋势意义：对国内外镁一稀土合金的研制、开发与应用状况及发展趋势有着重要意义，同时结合我国相关单位的研究进展，引领我国镁-稀土合金的发展。
高性能细结构炭材料的制造方法
项目简介：本发明涉及一种高性能细结构炭材料的制造方法是通过以下步骤实现的：以具有自烧结性含沥青中间相的炭微粉为基体组分和以纳米材料中的一种和几种为添加组分，不加粘结剂，采用高速混合机混匀(1)；通过成型装置成型(2)；焙烧(3)；石墨化处理(4)；本发明的有益效果是：用本发明制造出来的细结构炭材料结构致密，体积密度1.90g/cm3以上；机械强度高，抗折强度75MPa以上，抗压强度190MPa以上；抗高温氧化，可在650℃以上的氧化性氛围和2500℃还原性氛围中长时间使用；用途广泛：可作为连续铸造的结晶器、电火花加工机床的电极，高温烧结模具、金属冶炼坩埚，以及航空航天发动机密封和耐烧蚀部件等。
趋势意义：国内先进
高强度、低介电常数的二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷及制备方法
项目简介：一种高强度、低介电常数的二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷，其特征在于以Si3N4为基体，以外加SiO2和Si3N4颗粒表面氧化生成的SiO2作为结合相将Si3N4颗粒结合起来，石墨为造孔剂。发明涉及一种以高纯度、低介电常数的二氧化硅结合的Si3N4多孔陶瓷及制备方法，其特征在于石墨为造孔剂、以外加或氮化硅颗粒表面氧化生成的二氧化硅为结合相的氮化硅多孔陶瓷利用外加和氮化硅颗粒表面氧化生成的二氧化硅在高温下的烧结把氮化硅颗粒结合起来，利用粉料颗粒堆积成孔或造孔剂氧化烧除成孔，从而得到二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷。Si3N4∶SiO2∶石墨∶＝0～100∶0～30∶0～25(重量比)，加入酚醛树脂和乙醇，混合后球磨、烘干、研磨、过筛、干压成型，然后在空气中烧成，得到二氧化硅结合的氮化硅多孔陶瓷。所得多孔陶瓷的抗弯强度可达137MPa，总孔隙率10～60％，常温介电常数2～7(1GHz)，可用于常温和高温环境下使用的天线罩、催化剂载体等材料。
趋势意义：国内先进
纳米结构材料在全固态锂电池高性能固体电解质中应用
项目简介：全固态锂离子电池，即固体电解质锂离子电池，是新近发展起来的新一代锂离子电池，它的实用化将能有效消除现在商品化液体电解质锂离子电池的安全性差与能量密度低的问题。而且具有安全性能好、化学性能稳定、使用寿命长、充放电循环性能优越，自放电速率小、比能量和能量密度高、易于将锂电池小型化、工作温度范围大，可用于许多极端的场合等诸多优点。正是被这些优点所吸引，近年来国际上对全固态锂离子电池的开发和研究非常活跃。如图1所示是采用磁脉冲压实技术制备全固态锂离子电池单电池结构示意图，其优化的设计能够很好的避免电池的短路。采用磁脉冲压实技术，能够很好的制备出全固态锂电池堆，如图2所示。从而使为大型移动设备供电成为可能，最后得到的绕式全固态锂电池堆各层厚度均匀，接触致密，而且制备过程中不需要经历热处理的过程，这样就使很多在一定高温不稳定的电极或电解质材料的应用成为可能，很适合大规模地制备大型的固态锂电池堆。
趋势意义：随着材料制备技术水平的不断提高，以及制备成本的降低，并采用可行的方法控制纳米结构材料颗粒分散和使用过程中的化学稳定性问题，必然会使锂离子导体的性能得到更大的提高，并拓宽其应用范围，尤其是在全固态锂离子电池的大规模实用方面发挥显著作用。
高性能环氧复合材料
关键词：课堂教学 教学方法 教学内容 创新能力培养
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（b）-0207-02
根据波特的国家创新体系理论，创新是我们这个时代国家和地区的核心竞争力；创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。2006年，国务院公布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，确定了“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的指导方针，提出了建设创新型国家的总体目标。创新型国家是以科技创新驱动经济发展的国家类型，而作为创新型国家的主体之一的高等学校，其基本作用就是培养和造就高素质高层次的创新人才，肩负着为创新型国家建设输送后备人才的重任。
《机械设计基础》是南京航空航天大学面向工科类学生开设的专业基础课，如采用切实有效的课堂创新能力培养教育，将使得创新能力教育落实到教学工作的最广泛平台，受益学生面更广，使得其作用具有更广泛的普遍性。因此通过最广泛的课堂教学的方法改进落实提升整体学生的创新意识和部分优秀学生创新能力是行之有效的方法。该文以《机械设计基础》的课堂教学为研究平台，结合机械学科注重理论与实践结合的特色，面向大学生群体，采用头脑风暴、研讨式教学及试验观察等教学方法，以及对教学内容的合理创新，探索提高大学生创新能力的新方法。
1.教学方法的改进
传统的教学理念以及缺乏创新的教学方式，使得我国大学生习惯于跟随性学习，形成了依赖的心理，思维方式较为固定和单一，缺乏灵活、变通和主动性。在课堂教学中，为促进学生创新意识的自我觉醒和发掘，对《机械设计基础》课程的有关章节设计了话题引导、头脑风暴、研讨式教学和实验观察的互动机制，培养学生逐渐形成能动学习、发挥主动性的局面。
1.1头脑风暴法
头脑风暴法是由美国创造学家A・F・奥斯本于1939年首次提出，1953年正式发表的一种激发创造性思维的方法。头脑风暴法主要原则有：集中注意力积极投入，不消极旁观；不私下议论，以免影响他人的思考；发言要针对目标，开门见山，不要客套，也不必做过多的解释；与会之间相互尊重，平等相待，切忌相互褒贬等等；并且不进行是非判断，即延迟评价原则，这是和传统教学模式的明显区别之处。
为了培养大学生群体的整体创新意识及开发其主动性，在《机械设计基础》课程课堂教学中，对“机构的组成”章节进行了基本原理的讲解之后，根据课题组的研究现状，对学生们提出了磨粒排布机构设计的要求，给予他们一周的思考时间。在随后的头脑风暴教学中，教师作为主持人，为了让每个学生都能自由地、大胆地参与探索和交流，仅规定发言秩序及鼓励学生发言，学生们则提出的设想，并不断激发出新的设想。通过这样的教学方法，同学们的积极性被充分调动起来了，争相发表各自观点与主张，课堂气氛紧张而又活泼，培养了学生创新性思维。
1.2研讨式教学
头脑风暴教学改变了传统教师主导的教学形式，使得学生积极参与到教学活动中来。但《机械设计基础》是一门理论与实践并重的课程，头脑风暴教学中仅是提出了许多新的观点与见解，但这些思想的正确与否及能否付诸实施，还需对其进行进一步教学方法的改进，否则难以为继。因此，在进行头脑风暴教学后，随之进行了研讨式教学方法的尝试。
同样针对上述的机构设计问题，让学生们根据机构的组成与运动原理，开展课堂研讨。同学们对不同的见解展开激烈的辩论，最后几种从理论上行之有效的方案得以保留下来，同学们也对原来的方案进行了不断的修正。通过研讨式教学方法既激发了大学生的学习主动性，也锻炼了大学生的语言表达能力和论辩能力，为课堂教学注入了活力，大学生的创新思维得到进一步的培养。
1.3实验观察
通过头脑风暴与研讨式教学方法的运用，学生的创新思维得以培养，但创新能力的培养还需通过实验观察环节加以完善。传统的实验观察一般是大学生按照教师讲的或者实验教材上写的实验步骤进行实验，只是机械地重复实验操作，达不到培养大学生的科研创新能力的目的。
此处所指实验观察，是指通过头脑风暴与研讨式教学方法后，大学生的创新观点在实验中得以实施。如针对上述的机构设计问题，借助开放实验室，将大学生们确定的方案在实验中进行进一步实施，并在实验中不断修正具体的设计细节，最后由学生们设计的磨粒排布机构终于出现在同学们面前时，同学们的成就感油然而生，创新能力也得以培养。
2.教学内容的合理创新
《机械设计基础》课程面向的学生来源广泛，有机械类、近机类以及非机类等众多专业的工科大学生，各专业学生对该门课程的要求与目标并不一致，因此，在课堂教学中，需因材施教，对教学内容进行合理的创新。
“机械设计基础”课程教材在内容上主要追求理论知识的系统性和完整性，而缺乏将理论知识合理地运用于实践。因此，需根据不同专业特点与背景，对教学内容进行适当的增减，以及引入与专业相关的最近的教研与科研成果，使大学生能够了解本专业的新知识及发展趋势，拓宽知识面，开阔思路，从而更好地培养大学生的创新能力。
2.1教学内容的适当增加与删减
由于各专业的教学目标不尽相同，因此应根据不同专业的特点与背景，增加与各专业相关的特色机械设备，删减课程中与专业特点与背景相去甚远，以及陈旧和重复的内容。使教学内容尽可能贴近专业背景，从教学实例的选取到相关实践环节的安排，尽可能贴近专业背景。如对飞行器动力工程专业的大学生，增加具有航空航天特色的各类发动机，并对其运动原理、结构及应用等进行详细地讲解；而对于工业工程专业的学生，则增加物流设备方面的教学内容。
2.2教研与科研成果的适时引入
随着教学与科学研究的深入，新的理论、方法、技术手段不断被更新因此，将近期的教学成果和科研成果引入到课堂教学中，让大学生了解本专业学术和技术应用发展的最前沿知识，可提高他们的创新能力。如同样对飞行器动力工程专业的大学生，将国内外在航空航天发动机的研究进展引入到课堂教学中；同样，对于其他专业的学生，也引入了与专业相关的前沿知识。这样既促进了科研成果向教学资源的转化，又加强了对大学生创新能力的进一步培养。
通过上述两个方面对对教学内容进行合理的创新，开拓了大学生的视野，拓宽了其知识面，从而加强了对其创新能力的培养。
3.结语
8月初，首例以3D打印辅助的耳廓塑型再造手术，帮助一个右耳廓先天发育不全的9岁女孩再造出一个正常的新耳朵。
近年来，3D打印技术全面开花，隔两天就会听到3D打印引领发展潮流的相关报道。事实上，3D打印技术席卷各行业领域，主要包括制作、医疗、教育、考古、建筑和军事等领域，3D打印技术己从实验室快速走向实际应用。而随着技术的成熟，3D打印将会应用在更多领域，为人类生活提更多便利。
从实验室走向应用
3D打印出现在20世纪80年代，作为一种革命性制造方式，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印方式构造物体。目前己从原型制造发展到打印功能的2O时代，未来即将步入智能化3.0时代。
3D打印2.0时代首辆3D打印汽车近期推出，这辆在美国田纳两州橡树国家公园制造出来的车，并没有沿用一百多年前传承下来的造车技术。传统生产汽车过程中，采用的是与1915年类似的造车方式。要在生产线上，组装上千个零件，才能完成一辆汽车的生产工作。而LocalMotors公司却用3D打印技术生产汽车。据报道，Strati的设计还是很粗糙，它的仪表盘看上去像用填缝枪一层一层粘起来的。不过，侧面车身很光滑，与BMWi3（宝马）碳纤维外壳感觉很类似。localM0t0rs公司负责人介绍，车身是打磨后效果，为给大家看到碳纤维材料能达到的效果，其他地方则没有打磨。
据悉，3D打印是把碳纤维原料，通过一层一层喷射出来的方式完成车身制造，所以可以直接打印出复杂的车身结构，比如带有能量吸收单元的车身，也可以把连接安全带挂钩直接内嵌到车体中，这样挂钩会更牢同。如果在事故中车辆损坏，只需把发动机和悬挂等装置拆下来，然后把车体融化掉，再重新打印一辆车就行。
日前，采用一体式碳纤维车身的车子迈凯轮650S，市场价格是30万美元，而Strati只需要5000美元。虽Strati不像是迈凯轮那样的豪华车，但据媒体报道，这款车很可能代替摩托车成为人们口常的代步交通工具。
3D打印现已在医疗领域开始较为广泛应用。8月初，首例以3D打印辅助的耳廓塑型再造手术，帮一个右耳廓先天发育不全的9岁女孩再造出一个正常的新耳朵。7月，被称为“大头娃娃”的株洲3岁小女孩涵涵，在湖南省第二人民医院（湖南省脑科医院）成功接受了全球罕见的“全脑缩小整形”手术。历时17个多小时，她整个庞大的头盖骨被3D打印的颅骨所替代。
艾瑞咨询分析师指出，3D打印技术席卷各行业领域，主要包括制作、医疗、教育、考古、建筑和军事等领域，3D打印技术已从实验室快速走向实际应用。而随着技术的成熟，3D打印将会应用在更多领域，为人类生活提供更多便利。
3D打印市场爆发
当3D打印从实验室走向应用，直接推动的是打印机市场的发展。根据数据显示，2014午，全球3D打印机市场规模达到38.5亿美元，预计2018年，市场规模将增长到125.8亿美元。行业分析师认为，技术体系的完善、应用领域的拓展及产业链的形成，将推动全球3D打印市场实现爆发式增长。
3D打印需求端主要分为工业打印机和桌而打印机。工业打印机需求主要表现在航空航天、汽车工业领域；桌而打印机价格逐步平民化，加上技术的突破、产品性能的提升促使桌面打印机需求不断扩大，尤其在医疗领域和个人消费市场。
分析师认为，上一轮工业革命中，制造业主要通过批量化流水线制造和集约生产来降低生产成本，实现规模效益，3D打印将使得制造业产业组织形态和供应链模式重新构建，让制造商与消费者合为一体，由此带来制造业的颠覆式重构，将带来无穷创新空间。
据悉，2014年，工业级应用在全球3D打印机的应用领域分布中占比达到20. 2%。艾媒咨询分析师认为，随着工业级设备的盈利预期，新进入厂商将会增加，工业级打印机价格将会进一步下降，预计未来大规模工业级应用将迎来爆发式增长。
桌面打印市场同样广阔，医疗领域等应用已有所预期，而在个人消费市场上，国际工业设计协会联合会第27届主席李淳寅表示：“未来3D打印技术会从为服务而设计转向为自己享受而设计。”
据悉，今年5月美国利用3D打印技术制成世界上首件4D打印连衣裙，所谓4D打印就是在3D打印基础上增加时间纬度，该连衣裙成本约1.8万元，用时48小时制成。
这也意味着，随着3D打印产业的快速发展，未来的3D打印会更加注重庞大的消费者市场，更多追求用户体验和用户追求，其发展趋势是每个家庭都能拥有3D打印机。
国内企业或可弯道超车
国内3D打印产业发展则更为火爆。近年来，中国3D打印市场规模均保持较高增长速度，远远高于全球平均水平；预计2018年中国3D打印市场规模将超过200亿元。作为全球重要制造基地，中国3D打印市场潜在需求旺盛，未来中国将迎来3D打印发展的春天。
同时也要注意到，我国3D打印市场在发展成熟之前也存在很多问题，痛点与成长并存：缺少原创的核心技术，现阶段企业研发投入欠缺，与产业发展要求不匹配；国内3D打印企业小而散，处于“单打独斗”的初步发展阶段，产业整合度较低、企业较分散、社会影响力有限；降低原材料成本难度大，3D打印产业化受阻。
今年5月19同，国务院最新公布《中国制造2025》行动纲领，提出现阶段各国都在加大科技创新力度，推动三维（3D）打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。纲领提出九大战略任务和重点，而3D打印就是一个重点领域。
从战略层面看，3D打印可帮助国内企业从设计、制造层面实现弯道超车；鉴于其可以规避规模化生产部分缺点如强周期波动、产品同质化等，在某些领域可能成为未来“分布式制造”基石。
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