以高分子为基础的非金属材料,包括复合材料、橡胶、密封剂、塑料、纺织材料、胶黏剂、油料、涂料8类材料,由于具有密度小、重量轻等优点,在飞机、火箭等航空、航天器上的应用日益广泛和重要。以复合材料为例,在B787的飞机结构重量中占50%以上,在A380飞机上占25%以上,且应用于机翼、机身、垂尾、平尾、地板梁、整流罩、部分舱门、发动机机匣等重要部位。橡胶密封件用于飞机、航天器的液压系统、滑油系统、燃油系统、环境控制系统等,需在使用温度、系统压力等作用下具有良好的密封稳定性,否则影响飞行器的可靠性,甚至发生重大飞行事故,如美国挑战者号航天飞机就因密封圈失效造成了空中爆炸。密封剂是飞机整体油箱的关键材料,燃料性能更是飞机飞行安全的保证,等等。总之,非金属材料作为重要功能材料或结构材料,其性能直接决定了飞行器的飞行安全性和经济性。
航空非金属材料的性能测试,作为航空工业的重要技术基础,是确保装机产品质量,实施产品质量控制的重要手段。
中航工业非金属性能鉴定委员会(以下简称鉴委会)是“中国航空工业集团公司检测及焊接人员资格认证管理中心”下属的7个专业人员资格鉴定委员会之一,其主要任务是依据HB 7475《航空非金属性能检测人员的资格鉴定》对从事航空非金属材料性能测试的人员进行技术培训和资格考核。鉴委会成立于1989年,25年来为国内航空工业培训并考核了数千名非金属材料性能检测人员,同时也有来自包括航天、兵器、核工业、空军修理厂、汽车制造业等行业的检测人员。
为配合培训和考核工作的开展,20世纪90年代初,鉴委会的张向宇、杨利东、邵毓俊、杜灵玄、周以琏、陈慧敏等同志编写了《非金属性能检测丛书》,包括《复合材料测试》、《塑料测试》、《胶黏剂测试》、《橡胶测试》、《密封剂测试》、《特种纺织品及性能检测》、《涂料测试》、《油料测试》8个分册,在对检测人员的培训和资格鉴定过程中发挥了重要作用。随着航空工业的发展,新材料、新技术、新设备的不断涌现,需要重新编写培训教材。从2002年开始,鉴委会编制了新的培训教材,并随后逐年进行修订,更新。在此基础上,2011年对教材再次进行全面更新,经过近3年的试用和完善,完成了这套《航空非金属材料性能测试技术》的编著。
《航空非金属材料性能测试技术》按材料类别分为5个分册,包括《橡胶与密封剂》、《塑料与纺织材料》、《胶黏剂》、《油料与涂料》和《复合材料》,与新修订的HB7475《航空非金属性能检测人员的资格鉴定》的专业划分相适宜,也与各航空企业内测试专业的设置相符合。各分册的章节设置大致相同,简要介绍了材料的结构、组成等基础知识,工艺特征、性能测试等专业知识;重点阐述了材料的性能测试方法,包括试验原理、试验方法、操作步骤要求、数据处理、试验异常处理和案例分析等,旨在提高检测人员的检测水平和对实验数据处理、分析能力,其知识结构和深度符合HB7475的要求。
《航空非金属材料性能测试技术》是为中航工业航空非金属材料性能检测人员技术培训、考核和资格鉴定工作编写的,也可作供其他从事非金属材料性能检测的专业人员学习和参考。编著者均为中航工业科研院所及飞机、发动机厂的专业人员,有着20多年从事航空非金属材料性能测试的技术、学术实践和培训教学经验。
《胶黏剂》分册全面介绍了有关胶黏剂的基础知识、物理及化学性能试验、工艺性能试验、力学性能试验、耐环境性能试验等。重点讲述了胶黏剂的性能测试方法,包括试验原理、试验方法、操作步骤要求、数据处理、影响因素等。试验方法基本覆盖了航空、航天对该材料要求的各项性能,并与国外相应的试验方法进行了比较。
本分册在编写过程中,参考了国内外的相关著作、文章和标准,从中得到了许多启发和帮助;同时,北京航空材料研究院橡胶与密封研究所所长刘嘉研究员给与了大力支持,在此一并表示感谢。
由于水平有限,书中难免有疏漏和错误之处,敬请读者批评指正。
编 者
2014年5月