우주 항공 분야에서의 알루미늄 합금 적용 현황 및 전망

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• 중요한 부품에서의 광범위한 사용: 알루미늄 합금은 우수한 기계적 특성, 낮은 밀도 및 양호한 가공성 때문에 항공우주 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 항공 부문에서는 항공기 파이프, 날개, 연결부품 및 착륙 기어와 같은 구조적 부품 제조에 광범위하게 사용됩니다. 항공우주 부문에서는 로켓 추력기, 액체 산소 연소실, 추진 시스템 및 구조적 부품과 같은 중요한 부품에 널리 사용됩니다.

• 주요 합금 시리즈: 2000 및 7000 시리즈 알루미늄 합금은 항공우주 분야에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 2000 시리즈 알루미늄 합금은 주로 알루미늄, 구리 및 마그네슘으로 구성되어 있으며 뛰어난 내열성을 가지고 있어 항공우주 응용에서 고온에 견디는 부품을 제조하는 데 적합합니다. 예를 들어, 150°C에서 250°C 사이의 온도에서 작동하는 내열 부품, 내열 용접 구조 부품 및 단조 부품이 있습니다. 7000 시리즈 알루미늄 합금은 주로 알루미늄, 아연, 마그네슘 및 구리로 이루어져 있으며 열처리를 통해 강화될 수 있습니다. 그들의 탁월한 가공성, 방식 저항 및 높은 인성은 항공우주 분야에서 주요 구조 재료가 됩니다. 예를 들어, 보잉 777 항공기의 윗부분 날개 피부와 날개 스트링어는 7000 시리즈 알루미늄 합금으로 만들어졌습니다.

• 기술 혁신이 응용 업그레이드를 견인하다: 지속적인 기술 발전으로 새로운 유형의 알루미늄 합금 소재와 가공 기술이 등장했습니다. 예를 들어, 톈진 대학의 하 쿤니안 교수 팀이 개발한 산화물 분산 강화 알루미늄 합금은 알루미늄 합금의 사용 온도를 350°C에서 500°C로 성공적으로 높였으며, 400°C 이상의 고온 환경에서 알루미늄 합금을 사용하는 문제를 해결했습니다. 이는 고온 환경에서의 항공우주 응용에 있어 우수한 성능의 소재를 제공합니다. 또한 분말 금속 공학 및 스프레이 성형과 같은 혁신적인 생산 공정의 개발로 더 나은 성능의 경량 알루미늄 합금 소재 생산이 가능해졌습니다.

• 국내 개발: 중국의 고강도 및 고인성 알루미늄 합금 연구는 비교적 늦게 시작되었으며, 초기에는 주로 외국 합금을 모방하는 데 중점을 두었습니다. 최근 몇 년간 중국은 연구 개발에 대한 투자를 강화하여 연구 기관과 기업이 협력해 일련의 주요 국가 프로젝트를 완수하고 좋은 성과를 거두었습니다. 현재 중국은 이미 고강도 알루미늄 합금 재료의 대량 생산 능력을 기본적으로 확보했으며, 주요 국가 프로젝트의 적용 요구를 충족시킬 수 있게 되었습니다. 그러나 국제 선진 수준과 비교하면 여전히 다수의 제품이 복제품이며, 기초 연구가 취약하고, 생산 및 가공 장비가 낡아 격차가 존재합니다.

응용 전망

• 시장 규모 성장: 항공우주 응용을 위한 알루미늄 합금의 글로벌 시장 규모는 2024년에서 2029년까지 연평균 5.50% 성장할 것으로 예측됩니다. 2029년까지 항공우주 응용을 위한 알루미늄 합금의 글로벌 시장 규모는 9,934억 3천만 위안에 달할 것으로 예상됩니다. 지속적인 시장 규모 성장은 알루미늄 합금이 항공우주 분야에서 넓은 수요 전망을 가지고 있음을 반영합니다.

• 고성능 알루미늄 합금에 대한 수요 증가: 항공우주 기술의 지속적인 발전은 재료 성능에 대해 더 높은 요구 사항을 제시하고 있습니다. 미래에는 강도가 높고, 인성이 우수하며, 부식에 강하고, 고온에 견디는 알루미늄 합금에 대한 수요가 더욱 증가할 것입니다. 예를 들어, 낮은 밀도와 탁월한 종합 특성을 가진 알루미늄-리튬 합금은 항공우주 분야에서 더욱 널리 사용될 것으로 기대됩니다. 이들은 항공기, 발사체, 우주선 및 무기 시스템의 주요 구조적 구성 요소를 제조하는 데 사용되어 항공우주 제품의 경량화와 성능 향상에 대한 필요를 충족시킬 수 있습니다.

• 첨단 제조 기술이 알루미늄 합금의 응용을 강화하다: 3D 프린팅과 같은 첨단 제조 기술의 발전은 항공 우주 분야에서 알루미늄 합금의 응용에 새로운 기회를 제공하고 있습니다. 3D 프린팅 기술을 통해 복잡한 형태와 높은 정확도의 알루미늄 합금 부품을 제작할 수 있어 생산 효율성을 향상시키고 비용을 절감하며, 항공 우주 분야에서 알루미늄 합금의 적용 범위를 더욱 확대할 수 있습니다.

• 지속 가능한 발전을 위한 고려사항: 환경 보호와 지속 가능한 발전이라는 배경 아래, 알루미늄 합금의 재활용 가능성과 재생 가치가 더 큰 주목을 받게 될 것입니다. 재생 가능한 알루미늄 합금 기술을 개발하고 알루미늄 합금의 재활용률을 높이는 것은 자원 소비와 생산 비용을 줄이는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 환경 영향을 줄이고 항공 우주 분야의 지속 가능한 발전 요구 사항에도 부합합니다.