航空宇宙分野におけるアルミニウム合金の応用状況と展望

申請ステータス

• 重要な部品での広範な使用：アルミニウム合金は、優れた機械的特性、低密度、および良い切削性を持つため、航空宇宙分野で広く使用されています。航空分野では、航空機の胴体、翼、コネクタ、および主脚装置などの構造部品の製造に広範に使用されています。航空宇宙分野では、ロケット推進器、液体酸素燃焼室、推進システム、および構造部品などの重要な部品に広く使用されています。

• 主要な合金シリーズ：2000シリーズと7000シリーズのアルミニウム合金は、航空宇宙分野で最も広く使用されています。2000シリーズのアルミニウム合金は、主にアルミニウム、銅、マグネシウムで構成されており、優れた耐熱性を持ち、航空宇宙用途での高温耐性部品の製造に適しています。例えば、150°Cから250°Cの温度で動作する耐熱部品、耐熱溶接構造部品、鍛造品などです。7000シリーズのアルミニウム合金は、主にアルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅で構成されており、熱処理によって強化できます。優れた切削性、腐食抵抗性、高い靭性により、これらは航空宇宙分野における主要な構造材料となっています。例えば、ボーイング777機の上部翼スキンや翼ストリンガーは、7000シリーズのアルミニウム合金で作られています。

• 技術革新がアプリケーションのアップグレードを推進：継続的な技術の進歩により、新しい種類のアルミニウム合金材料や加工技術が登場しました。例えば、天津大学の何存年教授チームが開発した酸化物分散強化アルミニウム合金は、アルミニウム合金の使用温度を350°Cから500°Cに成功裏に引き上げ、400°C以上の高温環境でのアルミニウム合金の使用問題を解決しました。これは、高温環境での航空宇宙用途に優れた性能を持つ材料を提供します。さらに、粉末冶金やスプレー成形などの革新的な生産プロセスの開発も、より優れた性能を持つ軽量アルミニウム合金材料の製造を可能にしました。

• 国内開発：中国の高強度かつ高靭性アルミニウム合金に関する研究は比較的遅く始まり、当初は主に外国の合金をコピーすることに焦点を当てていました。近年、中国は研究開発への取り組みを強化し、研究所と企業が連携して一連の重要な国家プロジェクトを完了し、良好な成果を収めています。現在、中国はすでに大規模生産可能な高強度アルミニウム合金材料の能力を基本的には有しており、主要な国家プロジェクトの応用ニーズに対応できるようになりました。しかし、国際的な先進レベルと比較すると、多くの製品がコピーであること、基礎研究の弱さ、および生産・加工設備の古さなどの点でまだ差があります。

応用見通し

• 市場規模の成長：航空宇宙用途のアルミニウム合金の世界市場規模は、2024年から2029年にかけて年間複合成長率5.50％で成長すると予測されています。2029年までに、航空宇宙用途のアルミニウム合金の世界市場規模は993億4300万元に達すると見込まれています。市場規模の継続的な成長は、航空宇宙分野におけるアルミニウム合金の広い需要見通しを反映しています。

• 高性能アルミニウム合金に対する需要の増加：航空宇宙技術の継続的な発展により、材料性能に対するより高い要求が出てきています。今後、高強度、高靭性、優れた耐食性および耐高温性を持つアルミニウム合金に対する需要がさらに増加するでしょう。例えば、低密度と優れた総合特性を持つアルミニウム-リチウム合金は、航空宇宙分野でより広範に使用されることが期待されています。これらは、航空機、打ち上げロケット、宇宙船および兵器システムの主要構造部品を製造するために使用でき、航空宇宙製品の軽量化と性能向上のニーズに対応します。

• 先進製造技術がアルミニウム合金の応用を促進：3Dプリンティングなどの先進的な製造技術の発展により、アルミニウム合金が航空宇宙分野での応用において新たな機会を得ています。3Dプリンティング技術を使用することで、複雑な形状で高精度のアルミニウム合金部品を製造でき、生産効率を向上させ、コストを削減し、さらにアルミニウム合金の航空宇宙分野における応用範囲を拡大できます。

• 持続可能な開発に関する考慮事項：環境保護と持続可能な開発の背景の下で、アルミニウム合金の再利用可能性や再生価値がますます注目されています。再生アルミニウム合金技術の開発とアルミニウム合金のリサイクル率の向上は、資源消費と生産コストを削減するだけでなく、環境への影響を軽減し、航空宇宙分野における持続可能な開発の要件に適合します。