时代之峰硬度技术在航空工程中的发展

在航空工程中的应用及发展：

(1)硬度计量的应用服务领域

在空气工程领域，硬度测量是非常重要的。下面列出了硬度测量的几种典型应用。

烧伤是飞机结构损伤的主要形式之一，最常见的火灾结构构件检测方法是硬度测试法。一般根据被烧构件的实际情况，用布氏、里氏和洛氏硬度试验代替强度性能试验来确定热损伤的位置和范围。此外，作为飞行器的蒙皮材料，保证了航空飞行器的高效率和安全性。为了研究热暴露对合金组织演变和疲劳性能的影响，有必要测量相关合金材料的维氏硬度和疲劳寿命随热暴露时间的变化。

在航空发动机的标定中，发动机零件的声波疲劳试验是一项重要内容，材料的声波疲劳过程随材料显微硬度的变化有一定的规律性。通过对显微硬度压痕的弹塑性分析，可以得到发动机零件的弹性、滞弹性、塑性、韧性和断裂性能等材料特性。另外，航空发动机固体润滑材料的润滑很难直接测量，且材料中的固体氧化物的润滑成分通常通过维氏硬度的间接测量来确定，从而获得材料的润滑值。为了解决抗寒性与耐油性之间的平衡问题，应进行邵氏硬度、脆性温度、压缩抗寒系数和抗拉强度等试验。

随着现代材料表面工程中的表面工程气相沉积、溅射、离子注入、高能束流表面改性、热喷涂等材料的发展，试样本身或表面改性层的厚度越来越小，涂层的测试要求和脆性硬件硬度越来越大，如涂层材料、飞机舱扣表面涂层材料、电子控制产品组件中的离子注入层、金属减震器涂层层等。只有通过超显微硬度测量，才能获得开关元件中导电材料的涂层元件等的硬度参数。

在航空航天等微电子系统领域，传感器等微构件的弹性系数影响甚至决定其静态和动态力学特性。在一定程度上，有必要对微构件的力学性能进行更准确的测试和评价。常用的双轴弯曲法、单轴拉伸法、共振法等方法难以获得材料特性的精确值，而采用纳米硬度试验可方便地研究微悬臂梁的弯曲变形，方便地确定其弹性模量。

(2)硬度测量技术领域的热点技术

①马氏体硬度、超显微硬度、纳米硬度校准技术

超薄、超轻、超硬材料是武器装备不断追求的涂层、涂层、涂料膜等材料，涂层、涂层、涂料膜等材料是世界武器装备不可缺少的应用材料，各国都在这一领域继续开展相关的研究工作，美国在设计和有效利用方面处于领先地位，日本在碳纤维技术及其在高温复合材料中的应用方面处于国际领先地位，法国、英国和日本处于国际领先地位。到2010年，塑料及其复合材料已占军用结构材料的75%。军用材料经历并充分实现了轻铝合金、塑料及其复合材料的成熟和先进时代。在未来的发展规划中，世界各国仍以一袋材料的开发技术为研究方向。

随着各种新材料的发展和发展，硬度作为理解和评价材料性能的关键参数和重要手段，在材料领域一直起着重要的作用，并发展了相关技术和马的硬度。超微硬度和纳米硬度是有效评价黑色、有色、超薄、超轻等脆性硬材料硬度特性的重要手段，也是涂层、漆膜、涂层等材料硬度特性的重要手段，是美国韧性和断裂性能等材料的特点，也是发展材料改良和新材料的重要基础，因此各国都在开发这些新的硬度测试方法，作为一种快速、先进的边缘技术，在日本进行了相关的校准技术和技术。

②压头微形貌几何参数校准技术

压头是所有硬度测试中必不可少的关键环节，直接影响测量结果的准确性。因此，如何保证压头几何参数的精度，将其对硬度测量结果的影响降到最小，或者准确地找到它们之间的对应关系，是各国研究的方向。NIST正在这个领域工作，致力于压力头基准的概念，各国也在研究和比较。

③现场及高、低温条件下的硬度校准技术

随着硬度测量的多样化发展，各国都在努力根据自身的需要开发在线实用的测量和校准技术，以获得更有价值和意义的评价参数和数据。例如，对于塑料、橡胶和其他非金属材料，邵氏硬度;对于复合材料，巴氏硬度;对于铝合金材料，韦氏硬度。大小尺度复杂形状物体出现了超声硬度、高低温硬度等现场标定方法的高低温特性，并且随着新的生产工艺的不断涌现，新的硬度评价和测量方法也不断涌现。

为了满足我国空气工程模型的研究和发展需求，目前航空测量和硬度专业的发展和建设主要集中在几个方面：

①不断提高现有硬度测量标准的综合技术能力，完善硬度测量系统;

②提高压力头微观形貌和几何参数综合标定的技术能力，开展与硬度特性有关的科研工作;

③建立符合国际洛氏硬度新定义的最高硬度标准，开展新一代洛氏硬度测量和传递;

④在微场中建立超显微硬度和纳米压痕硬度的测量标准，传递标准硬度块，进行相关的量值传递和跟踪工作;

⑤建立仪器压痕硬度、马氏体硬度等测量标准装置，并进行相应的量值传递和溯源;

⑥应设置特殊情况下硬度测量的标准装置，进行相关的数量传递和追溯工作。

⑦硬度测量不确定度的研究，硬度测试方法的研究等。

⑧我们将在国内外进行数量比较、能力验证和测量和审计的工作，对技术的技术人员进行培训，不断提高和保持航空行业的硬度值的能力。