航天技术创新范文

第一篇：航天技术创新范文

第五届航天技术创新国际会议

(the 5 CSA-IAA Conference on Advanced Space Technology) th

会议时间：2013年5月20-23日，会期4天。

会议地点：上海

会议主题：航天科学与技术的新纪元。

会议内容：航天技术发展现状与未来，航天领域国际合作未来前景，卫星通讯，导航、制导与控制等。会议规模：总人数300人，其中外宾为100人。

国内主办单位：中国宇航学会

国外主办单位：国际宇航科学院

第二篇：载人航天技术的发展态势

1， 技术内涵1992年9月21日，**中央政治局常委讨论同意《中央专委关于开展我国载人飞船工程研制的请示》，认为，从政治、经济、科技、军事等诸方面考虑，发展我国载人航天是必要的。我国的载人航天要从发展载人飞船起步。1992年，中国政府正式批准了载人航天工程，并命名为“921工程”。

按照中国航天事业发展规划，中国载人航天工程计划分三步来实施。

第一步是发射无人和载人飞船，将航天员安全地送入近地轨道，进行对地观测和科学实验，并使航天员安全返回地面。

神舟五号飞船首次载人太空飞行的成功，实现了第一步的发展战略。随着我国第一名航天员杨利伟于2003年10月16日安全返回，中国载人航天工程的历史性突破、即第一步的任务已经完成。

第二步是继续突破载人航天的基本技术：多人多天飞行、航天员出舱在太空行走、完成飞船与空间舱的交会对接。在突破这些技术的基础上，发射短期有人照料的空间实验室，建成完整配套的空间工程系统。发射神舟六号，标志着中国开始实施载人航天工程的第二步计划。

第三步，建立永久性的空间试验室，建成中国的空间工程系统，航天员和科学家可以来往于地球与空间站，进行规模比较大的空间科学试验解决较大规模的空间科学实验和应用技术问题。

中国载人航天“三步走”计划完成后，航天员和科学家在太空的实验活动将会实现经常化，为中国和平利用太空和开发太空资源打下坚实基础。为人类和平开发宇宙空间作出贡献。

中国载人航天工程在2009年至2012年将完成发射目标飞行器，同时在空间轨道上实施飞行器的空间轨道交会对接技术。

中国载人航天工程是我国航天史上迄今为止规模最大、系统组成最复杂、技术难度和安全可靠性要求最高的跨世纪国家重点工程，由航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、发射场、测控通信和着陆场七大系统组成。

航天员系统 负责航天员的选拔、训练，对航天员进行医学监督和医学保障，研制航天员的个人装备和飞行过程中对航天员进行医学监督、数据传输的有关设备，对飞船的工程设计提出医学要求。另外，航天员系统还要负责航天员的环境控制，其环控生保分系统要给航天员创造一个适于生活、工作的大气环境。

飞船应用系统 负责载人航天工程的空间科学与应用研究。装载在飞船舱内的科学实验仪器，可进行空间对地观测和各种科学实验。实验内容非常广泛，研究成果将广泛用于医药

发展、食品保健、防治疑难病症以及工业、农业等各行业之中。

载人飞船系统 主要是研制神舟号载人飞船。载人飞船采用轨道舱、返回舱和推进舱组成的三舱方案，额定乘员3人，可自主飞行7天。按照神舟飞船目前运行模式，飞船在太空自主飞行试验结束后，返回舱按预定轨道返回地面，轨道舱可留航轨运行半年时间，执行一些对地观测及其他预定任务。

运载火箭系统 主要是研制用于发射飞船的长征二号F型运载火箭。这型火箭是国内目前可靠性、安全性最高的运载火箭，可靠性超过百分之九十九点九。运载火箭系统要解决靶场发射、运输、故障诊断和宇航员安全逃逸等方面的问题。

发射场系统 由中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场承担，负责飞船、火箭的测试及其发射、上升阶段的测控任务。中国载人航天发射场由技术区、发射区、试验指挥区、首区测量区、试验协作区和航天员区六大区域组成，于1998年正式投入使用，采用了具有国际先进水平的“垂直总装、垂直测试、垂直运输”及远距离测试发射模式。

航天测控与通信系统 主要是执行飞行任务的地面测量和控制，负责飞船从发射、运行到最终返回的全程测量和遥控，是飞船升空后和地面惟一的联系途径。中国航天测控与通信系统目前包括4艘远洋测量船、6个陆上测量站和3个活动测量站。在原有卫星测控通信网的基础上，研制了符合国际标准体制，可进行国际联网的S波段统一测控通信系统，形成了陆海基载人航天测控通信网。

着陆场系统 负责对飞船返回再入的捕获、跟踪和测量，搜索回收返回舱，并对航天员返回后进行医监医保、医疗救护。着陆场区主要包括内蒙古中部的主着陆场和酒泉卫星发射中心内的副着陆场以及若干陆、海应急救生区。

中国载人航天工程的七大系统涉及学科领域广泛、技术含量密集，全国110多个研究院所、3000多个协作单位和几十万工作人员承担了研制建设任务。

2， 发展历程

我国载人航天技术的发展历史可以追溯到20世纪70年代初。在中国第一颗人造地球卫星东方红一号上天之后，当时的国防部五院院长钱学森就提出，中国要搞载人航天。国家当时将这个项目命名为“714工程”(即于1971年4月提出)，并将飞船命名为“曙光一号”。然而，中国在开展了一段时间的工作之后，认为无论是在研制队伍、经验方面，还是在综合国力、工业基础方面搞载人航天都存在一定的困难，这个项目就搁到了一边。

20世纪70年代初，中国第一颗人造地球卫星东方红一号上天之后，开始了东方红二号、东方红二号甲、东方红三号等多颗通信卫星的研制工作。

进入80年代后，中国的空间技术取得了长足的发展，具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。特别是1975年，中国成功地发射并回收了第一颗返回式卫星，使中国成为世界上继美国和前苏联之后第三个掌握了卫星回收

技术的国家，这为中国开展载人航天技术的研究打下了坚实的基础。

1992年1月，中国政府批准载人航天工程正式上马，并命名为“921工程”。在“921工程”的七大系统中，核心是载人飞船，载人飞船则由中国空间技术研究院为主来进行研制。“921工程”正式上马时中央就提出了“争8保9”的奋斗目标， 即1998年要在技术上有一个大的突破，1999年要争取飞船上天。中国唐家岭航天城，为中国的载人航天工程完成载人航天的任务做了物质条件的保证。

1999年11月20日，中国第一艘无人试验飞船“神舟”一号飞船在酒泉起飞，21小时后在内蒙古中部回收场成功着陆，圆满完成“处女之行”。这次飞行成功为中国载人飞船上天打下非常坚实的基础。2001年1月10日，中国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟”二号飞船。2002年3月25日，中国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟”三号飞船。2002年12月30日，中国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”四号无人飞船。

近年来，我国在载人航天技术上有着飞跃性的发展，其中神舟系列和天宫系列最为突出。

2003年10月15日9时整，我国自行研制的“神舟”五号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。9时9分50秒，“神舟”五号准确进入预定轨道。这是中国首次进行载人航天飞行。乘坐“神舟”五号载人飞船执行任务的航天员是38岁的杨利伟。他是我国自己培养的第一代航天员。在太空中围绕地球飞行14圈，经过21小时23分、60万公里的安全飞行后，他于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆返回。>>

2005年10月12至17日，我国成功进行了第二次载人航天飞行，也是第一次将我国 两名航天员—费俊龙、聂海胜同时送上太空。

2008年9月25日，我国第三艘载人飞船神舟七号成功发射，三名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利升空。 27日，翟志刚身着我国研制的“飞天”舱外航天服，在身着俄罗斯“海鹰”舱外航天服的刘伯明的辅助下，进行了19分35秒的出舱活动。中国随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。 2008年9月28日傍晚时分，神舟七号飞船在顺利完成空间出舱活动和一系列空间科学试验任务后，成功降落在内蒙古中部阿木古朗草原上。

2011年9月29日21时16分天宫一号发射升空。它的主要任务是作为空间交会对接目标，完成交会对接试验;保障航天员在轨驻留期间的工作和生活;并初步建立能够短期载人、长期无人独立可靠运行的空间试验平台。中国神舟八号飞船在2011年11月1日升空后，已在11月3日凌晨与神舟八号成功进行第一次对接。组合飞行12天之后，2011年11月14日20时，神舟八号飞船与天宫一号第二次交会对接成功。

2011年11月1日5时58分07秒，中国“长征二号F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火起飞，将“神舟八号”飞船发射升空。随后中国载人航天工程总指挥常万全在北京飞控中心宣布，“神舟八号”飞船已进入预定轨道，发射圆满成功。升空后的神舟八号在2011年11月3日凌晨与9月29日升空的天宫一号完成第一次对接。组合飞行12天之后，2011年11月14日20时，神舟八号飞船与天宫一号第二次交会对接成功。2011年11月18日9时32分，“神舟八号”飞船返回舱降落于内蒙古四子王旗主着陆场。

神舟九号于2012年6月16日18时37分在酒泉卫星发射场，在这我国的三名航天员景海鹏、刘旺、刘洋，通过长征二F遥九火箭发射升空，与在轨运行的天宫一号目标飞行器进行载人交会对接。2012年6月29日10时许，神舟九号飞船返回舱成功降落在位于内蒙古中部的主着陆场预定区域。

3， 未来发展态势

第三篇：中国航天科技集团公司创新总结

一、创新组织架构清晰，职能落实

建立了以决策层、研发层、管理层为架构的集团公司研发体系，保障了科技创新任务的完成。

每年制定研发计划、每五年制定技术发展规划与长远发展战略已经成为集团公司各单位的一种常态工作。特别是我们围绕航天2020年～2030年长远发展、培育战略性新兴产业和建设创新型国家的战略要求，组织了包括30位院士在内的专家完成了航天技术发展规划，从上万项技术中，确定了12个核心技术领域、16个专业技术领域、13个前沿技术领域和16个基础技术领域。

二、加速创新平台的建设，提升了科技创新能力

目前集团公司拥有国防科技重点实验室6个，国家工程中心2个，国家级企业技术中心10个，国家级企业研究应用中心4个，省市级技术中心17个，集团公司批准成立了6个研发中心、1个工艺中心与3个分中心。

多年以来，我们将航天系统工程理念贯彻于技术创新体系建设的全过程，坚持“一个总体设计部，总指挥、总设计师两条指挥线”;坚持“探索一代、预研一代、研制一代、生产一代四步走的产品发展路线”;坚持“方案、初样、试样(正样)、装备定型四个技术状态控制”;坚持“零缺陷质量管理”，统筹推进技术创新的体系建设。

围绕提升集成创新、原始创新的能力，集团公司初步建成了以航天总体和专业技术研发中心为主体、以13个国家级试验室、10个国家级工程中心为支撑的，涵盖基础研究、应用研究、产品设计制造与集成全过程的技术创新体系。

在此基础上，我们统筹内外部创新资源，将产学研结合作为提高科技创新能力的重要途径，并且重点从战略层面来推动，已与清华大学、上海交大、武汉大学、国防科大、北航、西工大等15所高校建立了35个产学研合作创新平台，特别是与哈工大联合成立了空天科学技术创新研究院，通过产权的结合形成了产学研相融合的技术创新实体，将高校的研发能力与集团公司的产业能力有机结合起来，有力推进了航天技术在前沿和基础领域的原始创新。

此外，积极探索利用海外研发资源，集团公司下属的四维图新公司成功并购了荷兰Mapscape B.V.公司，这不仅是中国航天首次对西方发达国家研发资源的成功收购，同时也藉此成功成为下一代国际导航数据标准制定的参与方。

三、以“集成创新”、“原始创新”、“产品创新”、“军民融合创新”为技术创新行动重点，准确把握航天科技工业的行业特点，不断提升自主创新能力。

一是通过系统集成创新全面推进国家重大科技工程实施。

二是通过原始创新加强前沿技术研究，抢占航天未来发展制高点。

三是通过实施产品创新工程促进由“实验室出产品的科研模式”向“现代工业体系的产业发展模式”转型。

四是通过军民融合创新推进航天技术应用转化和航天产业链的延伸拓展。

四、以“国际竞争力”作为评价技术创新工作的重要标尺，积极参与国际商业航天、军贸、高端装备出口等领域竞争，努力建设具有国际竞争力的世界一流企业。

一是航天技术发展始终瞄准国际一流水平，不断增强技术研发能力和产品质量性能，这是赢得国际竞争的重要基础。

二是发挥航天技术和产品的先进性以及较强的系统集成服务能力，在国际航天领域不断开拓。

五、不断完善技术创新的体制和机制，始终把人才作为技术创新核心要素，不断激发创新的动力与活力。

将技术创新工作切实落到实处，关键是创新的机制，核心就是最大程度地激发创新人才的动力和活力。

一是建立了技术创新激励机制。

通过建立健全人才的培养、使用、激励和保障机制，实行津贴向一线倾斜、向科技骨干倾斜，制定荣誉奖励、专家管理、特殊津贴等管理办法，对贡献突出的科技骨干实行政治待遇、荣誉奖励、推举专家、培训深造、职称评优“五优先”，极大地激发了人才的创新激情和活力。

2010年集团公司又设立了航天功勋奖、创新奖和贡献奖，对获奖同志在全集团公司的工作会上进行表彰与宣传，此项举措进一步加强了对技术骨干人才的精神和物质奖励力度，对鼓励一线科技人员大胆创新和创造发挥了很好的示范作用。

二是建立了有效的创新投入机制。

近年来，集团公司在积极争取国家投入的同时，不断加大技术创新的自主投入力度，在集团公司内部建立了相对配套的技术创新投入机制。比如我们统筹研发项目，除国家投入外，集团公司各级都要有相应的配套投入，形成共同投入机制。另外，集团公司将研发投入作为对各级考核的重要指标，要求每年必须增加经费投入。2010年自主投入占主营业务收入比例首次突破了5%，为培育和开辟新的技术和经济增长点提供了重要的资金保障。

三是建立了完善的成果转化机制。

2006年集团公司建立了独立的知识产权机构，制定并发布了集团公司应掌握自主知识产权的关键技术和产品名录，积极开展知识产权战略制定，一大批核心技术、关键技术及产品得到了知识产权保护，为科技创新工作的顺利开展提供了保障。截至2010年底，集团公司共申请专利8372件，专利授权2040件，“十一五”专利申请和专利授权总量分别是“十五”的14.6倍和3.2倍;通过专利转让，累计创收5亿多元。

四是实施人才强企战略，加强创新人才队伍建设。

近年来，集团公司选拔、培养和造就了一支以30位“两院”院士、101名国家级专家和一大批中青年技术带头人为领军人才的技术创新团队。集团公司先后引进的1000多名博士、9000多名硕士以及200多名海外高层次人才，大部分已成为技术创新的生力军。同时，集团公司更加重视创新团队的建设，一方面，积极加强各专业领军人才队伍的建设，集团公司有62人在上级29个专业组担任专家，有27人在国家863计划担任专家。另一方面，为鼓励和加强年轻专家队伍建设，集团公司拟出台《中国航天科工集团公司科技创新团队建设管理暂行办法》，同时设立创新基金，激发创新热情和创造活力，有力地促进了人才强企战略的实施。

六、规章制度日臻完善

为使科技创新体系逐步完善和高效运行，集团公司不断建立了与之配套的规章制度，先后制定了《中国航天科工集团公司自主创新工作管理办法》、《中国航天科工集团公司自主创新经费管理办法》、《中国航天科工集团公司自主创新项目管理实施规范》等法律法规文件，为集团公司科技创新体系提供了制度保障。

七、创新文化不断弘扬

集团公司党组要求各单位高度重视科技创新，努力营造浓郁创新氛围。一方面，集团公司结合军工文化建设，深入挖掘航天传统文化的创新内涵，将航天传统精神、“两弹一星”精神和载入航天精神中所包含的创新内涵进一步阐释和宣传。另一方面，集团公司将创新文化作为军工文化建设的一个重要组成部分进行系统建设，将工作重点放在营造创新氛围、树立创新榜样上，努力建设先进的创新文化，形成鼓励尊重创新创业的环境与氛围。

第四篇：纳米技术在航天领域中的应用

序列号： 16

课 程 论 文

课程名称

21世纪高新技术

题目名称 纳米技术在航天领域中的应用 学生学院 管理学院 专业班级 电子商务1班 学 号

3113004743

学生姓名 陈昌桐 指导教师 曹晓国

2015年

11月 3日

摘要

本文初步介绍纳米技术、纳米材料及其结构在航天领域中的应用，综述了纳米卫星、纳米碳管、纳米面料、纳米流体等航天领域的应用，重点介绍纳米材料在航天器的结构材料和功能材料方面的应用。可以预料，纳米技术的应用在航天领域有着相当广阔的前景。

关键词

纳米技术;纳米材料;航天;纳米卫星;

正文

引

言

纳米材料由于具有独特的小尺寸效应而表现出不同于传统材料的物理和化学性质。利用纳米材料这些独特的性质，可对传统材料进行改性，进而开发出更高性能的材料，以满足传统材料所不能达到的要求，尤其是满足航天航空领域对材料性能的特殊要求。

一、纳米技术的介绍

纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学和现代技术结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等。

二、航天技术的简介

航天科学技术是20世纪兴起的现代科学技术，自其形成以来，一直汲取基础科学和其他应用科学领域的最新成就，高度综合了工程技术的最新成果，并引领许多学科专业的发展，甚至促成某些专业的形成。它是20世纪以来发展最为迅速、对人类生活影响最大的科学技术之一。进入21世纪，航天科学技术继续保持高科技的重要地位，在推动原始创新，促进学科交叉与学科融合方面扮演着重要角色。

三、纳米技术对航天业的影响

首先是为航天业从宏观向微观发展提供了可能。专用微型集成器将取代现有航天器和运载火箭上使用的有关系统，最终将在航天系统引发一场技术革命，导致微型卫星乃至“纳米卫星”的问世。

其次是纳米技术的使用，将对原有的航天业的制造方法、实验手段、研究方式带来巨大冲击，怎样才能将纳米技术引入到航天领域的制造方法、实验手段和研究方式中呢?

纳米技术在航天领域中的应用

一、 纳米卫星

纳米卫星，又叫“纳星”，通常指重量小于10公斤、具有实际应用价值的卫星。纳米卫星的概念最早由美国宇航公司于1993年提出，未来重量可以实现降低到0.1公斤以下。利用微电子机械和纳米电子技术制造的惯性检测元件、换能器、射频元件、光学元件、电源系统及各种传感器核芯片作为星载设备，可使卫星的体积和重量大大减小。由于它的部件都集成在芯片上，故也称为“芯片级卫星”。用一枚小型运载火箭一次可以发射数百枚到上千枚的这种卫星，从而使航天器的发射费用从目前的每磅一万美元降至约 200 美元。

1995年，美国开始研制纳米卫星。这种卫星比麻雀略为大些，所用元器件全部为纳米材料制成。由于纳米卫星性能好，可靠性强，故它在通信领域、军事领域、对地观测、科学研究等方面有广泛的应用前景。

为降低发射费用，纳米卫星常采用一箭多星的发射方式进行发射，目前已经发射的包括：俄罗斯的SPUTNIK-2卫星、美国的AUSat卫星和PICOSAT卫星，以及英国的SNAP-1卫星等。

纳米卫星的功能多样。QuakeSat卫星可以使用磁力计对高空的低频磁场等进行研究，用以对地震进行分析预测。日本东京大学的XI-IV纳米卫星就使用CMOS相机对地球和太阳影像进行拍照，英国萨瑞公司的SNAP-1型卫星可对其它卫星拍照，用以判断在轨航天器的完好状态和工作能力。nCube卫星可以接收船只的广播AIS信号，提供船只的方位、位置等信息，确保船舶航行安全。此外，纳米卫星组成的卫星网络在应急通信领域也具有巨大的潜在优势。

目前在国际纳米卫星研究领域，美国处于技术领先地位。2002年12月，美国“奋进”号航天飞机就发射了两颗只有2磅重的纳米卫星。从2003年开始，美国空军和国防高级研究计划局开始研发新一代低成本军用纳米卫星，并于近几年相继交付。

二、 纳米碳管———太空缆绳

碳纳米管由日本科学家于1991年研究发现，是由Sp2杂化碳原子排列成的石墨片层卷曲而成，具有纳米级一维管状结构的纳米碳材料。理论预测和实验结果均表明：CNT具有超高的强度、模量和韧性，其弹性模量高达1 TPa，拉伸强度超过100 GPa，断裂伸长率达到15%-30%。

纳米碳管具有强度高、质量轻、性能稳定、柔软灵活、导热性好、表面积大及许多奇异的电子性质等特点。单个纳米碳管的直径只 1.4nm，5万个纳米碳管并排在一起仅相当于一根头发丝的直径。它可能成为未来理想的超级纤维。纳米碳管的一种可能具有突破性的应用，是用于太空升降机。用其做成的太空缆绳，与钢或其他特质不同的关键是它能支持住自身的质量而不会断掉。这就提供了一种把人或物品提升到外层太空的可能方法，也许将成为人类移居外星球的最理想方法。

2013年，中国清华大学魏飞教授团队成功制备出单根长度达半米以上的碳纳米管，创造了新世界纪录，对于碳纳米管的生长而言，其高温生长过程中催化剂的失活是一个不可逆的规律，从而限制了碳纳米管的长度;因此尽可能地提高其催化剂活性概率是进一步提高碳纳米管长度的唯一途径。

三、 纳米军服面料和纳米纤维

利用特殊的纳米技术对传统的材料进行处理，形成相互交错混杂的具有互特性的二维纳米相区，使原来无法兼容的特性通过它低度的相互协同作用表现出来，从而生产出功能强大的新型军用服面料。这种新型军服具有抗紫外线、吸收红外线、抗老化和热老化，以及减轻、保暖、隔热的作用。由于纳米材料具有小尺寸效应及宏观量子效应，将大幅度地提高材料的弹性、强度、耐磨性和稳定性。二维协同纳米技术的运用，使军服不但防油、防水、抗菌、抗污，清洁起来也极其简便，穿着也柔软舒适，更加适应野战条件下的要求。此类军服所需面料，在理论上已得到证实，现正加紧应用研究。在这一领域我国处于世界先进水平行列。

四、 纳米流体流动强化传热

航天器中安装有借助于液体工质单相对流换热实现热控制的泵驱动液体回路系统实现舱内温度指标的控制。液体回路系统的质量及功耗在压力舱内占有较大比例，而新型航天器(如大型航天器、无人自主深空探测器、小卫星和纳米卫星等)的研制需求日益迫切，航天器的电子器件及设备的功率日趋增大，对航天器热控制技术和液体回路系统提出了更新更高的要求，加上航天器所处的空间电子器件散热困难。传统的纯液体工质和常规的散热措施难以满足热负荷日益增长的航天器热控系统的需要。目前，航天器液体回路系统采用的传热工质是一种冰点低、比热大、粘度小、无毒的化合物，具有适合在航天器中使用的独特优点，但由于它的导热系数极低，很难满足航天器不断增长的高强度、高负荷传热的要求。

纳米流体是指以一定的方式和比例在液体中添加纳米级金属或金属氧化物粒子，形成一类新的传热工质。已进行的研究表明，在水、乙二醇等常规液体中添加纳米粒子，可以显著增加液体的导热系数和对流换热系数，显示了纳米流体在强化传热领域具有广阔的应用前景。实验研究已证明，纳米流体强化传热技术应用于航天器热控系统是可行的。

五、 纳米材料在航天器材料上的应用 (一) 纳米材料在航天器功能材料上的应用

(1)金属及金属基复合材料

晶粒细化是目前唯一的一种既可以提高金属强度，又可以提高韧性的方法，而且也是提高金属材料强度最有效的方法之一。在纳米金属材料中普遍存在着细晶强化效应，即材料的硬度和强度随着晶粒尺寸的减小而增大，利用添加纳米陶瓷来增强金属合金基材料的方法，就是把超微细陶瓷粉末引入金属基体(如向铝、铜、银、钢、铁等合金中引入SiC、Si3N4 、TiN) 均匀分散于合金中，例如，将纳米碳化硅、纳米氮化硅、纳米氮化钦、纳米硅粉添加到金属基体(铝、铜、银、钢、铁等合金)中，可制造出质量轻、强度高、耐热性好的新型合金材料。

纳米晶合金打破了常规合金生产中的一些定律，即硬度提高必然伴随韧性下降的结论，对于小尺寸晶粒，纳米合金变质剂的高表面活性可以使晶粒以较快速度合并，使晶粒尺寸增大和晶粒与晶粒合并的驱动力同时减小。在合金中形成晶须结构，明显提高合金硬度及韧性。

研究发现，在航天领域使用较多的金属材料Al、Ti，采用纳米材料增强后，其强度有较大提高，同时重量有较大降低，有望在航天舱体结构材料上得到应用。

(2)聚合物基复合材料

纳米粒子加入聚合物基体后，可提高其耐磨性、硬度、强度和耐热性等性能。举例说明，在酚醛树脂中加入5 %左右的某纳米粉，除层剪强度无显著提高外，玻璃钢的拉伸强度、弯曲强度、弹性模量等力学性能均有显著提高，并且线烧蚀率显著下降。北京玻璃钢研究院的研究表明，将某些纳米粒子掺入树脂体系，对玻璃钢的耐烧蚀性能大大提高。这些研究对于提高导弹武器酚醛防热烧蚀材料性能、改善武器系统工作环境、提高武器系统突防能力有着深远影响。 像纳米氮化铝应用于环氧树脂，玻璃化转变温度提高，弹性模量达到极大值。将纳米氮化铝添加到环氧树脂中制得的复合材料，在结构上完全不同于添加粗晶的氮化铝-环氧树脂基复合材料：粗晶氮化铝一般作为补强剂加入，其主要分布在高分子材料的链间，而纳米氮化铝由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积使其表现出极强的活性，同时，尚有一部分纳米氮化铝颗粒分布在高分子链的空隙中。与粗晶氮化铝相比，纳米氮化铝具有很高的流动性，可使环氧树脂的强度、韧性及延展性均大幅提高。

(3)工程塑料及其它复合材料

纳米材料与工程塑料复合既能提高工程塑料的固有性能，又可赋予其高导电性、高阻隔性及优良的光学性能等。因此，把纳米材料应用于工程塑料的改性，可进一步拓宽工程塑料的应用范围。

工程塑料与纳米粒子复合材料就是采用纳米粒子对有一定脆性的工程塑料增韧是改善工程塑料韧性和强度等力学性能的一种行之有效的方法。只要纳米粒子与基体树脂结合良好，纳米粒子也可承受拉伸应力，增韧、增强作用明显。少量纳米氮化钦粉体用于改性热塑性工程塑料时，可起到结晶成核剂的作用。而大量纳米氮化钦颗粒弥散于PET中，可大幅提高PET工程塑料的耐磨性和抗冲击性能。

另外的像还有工程塑料与纳米磁性金属及其氮化物复合材料，纳米磁性材料具有单磁畴结构，其磁化率、矫顽力很高，饱和磁矩和磁损耗较低，而且它的磁化过程完全由旋转磁化进行，所以可用作永磁记忆材料，以显著提高信噪比，改善图形质量，有望在卫星记忆材料上得到应用。国外已制造出性能优于NdFeB 的具有高矫顽力的纳米 NdFeB 材料。日本于 1988 年研制成功的纳米软磁材料“Finemet”，具有铁基非晶材料优异的高频特性，有可能在航天仪表上得到应用。

而工程塑料与纳米磁性金属复合材料则具有特殊的光电功能(对电磁波有特殊的吸收作用)和优良的磁性能及导电性，可广泛应用于军事、航空航天、电子通讯等高技术领域。

比如用偶联剂进行表面处理后的纳米碳化硅，在添加量为10%左右时，可大大改善和提高PI聚酞亚胺)、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)等特种塑料的性能，全面提高材料的耐磨、导热、绝缘、抗拉伸、耐冲击、耐高温等性能。

(4)陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体，与各种纳米材料复合制得的材料。陶瓷基体包括氮化硅、碳化硅等。这些先进陶瓷具有耐高温、强度和硬度高、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有较强的脆性，在应力作用下，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而纳米陶瓷在室温下就可以发生塑性变形，在高温下有类似金属的超塑性。研究发现，将纳米粒子分散到陶瓷基体中，可以极大提高材料的断裂强度和断裂韧性，明显改变耐高温性，并提高材料硬度、弹性模量和抗热震及抗高温蠕变性，其强度和韧性约提高 2～4 倍。

新型陶瓷材料具有优异的高温强度、耐磨性、耐热性和耐蚀性，是固体发动机碳 / 碳喷管和燃烧室之间的热结构绝热连接件的理想材料，还可用于喷管出口锥有关部件。把纳米粉末引入陶瓷基体中制成颗粒增强复合材料可极大地提高材料的强度、韧性和高温性能，使之成为很有前途的高温结构材料，有可能用于未来的热机和航天热防护。

陶瓷基复合材料己实用化或即将实用化的领域有刀具、滑动构件、发动机制件、能源构件等。例如，纳米氮化硅掺杂制造的精密陶瓷结构器件可用于冶金、化工、机械、航空、航天及能源等行业中使用的滚动轴承的滚珠和滚子、滑动轴承、套、阀，以及有耐磨、耐高温、耐腐蚀要求的结构器件中。 (二) 纳米材料在航天器功能材料上的应用

(1)导电、导磁、导热、隔热、耐烧蚀、防热等功能材料

纳米TiN具有优良的导电性能，在Al2O3基体中加入纳米TiN颗粒可以有效降低其电阻率，随着纳米TiN加入量的增加，复合材料的电阻率逐渐降低，当加入量达到20vol%以后，复合材料的电阻率趋于稳定。由于纳米材料自身的特点，纳米TiN-Al2O3复合材料具有更好的导电性能，特别在低添加量时，效果尤为明显。

超高导热纳米AlN复合的硅胶具有良好的导热性，良好的电绝缘性，较宽的电绝缘性使用温度(工作温度-60℃～-200℃)，较低的稠度和良好的施工性能。如CPU与散热器填隙、大功率三极管、可控硅元件、二极管、与基材接触的细缝处的热传递介质。纳米导热膏是填充IC或三极管与散热片之间的空隙，增大它们之间的接触面积，达到更好的散热效果。

纳米AlN粉体可以大幅度提高塑料的导热率。通过实验产品以5~10%的比例添加到塑料中，可以使塑料的导热率从原来的0.3提高到5。导热率提高了16倍多。相比较目前市场上的导热填料(氧化铝或氧化镁等)具有添加量低，对制品的机械性能有提高作用，导热效果提高更明显等特点。目前相关应用厂家已经大规模采购纳米氮化铝粉体，新型的纳米导热塑料将投放市场。

纳米AlN粉体与硅匹配性能好，在橡胶中容易分散，在不影响橡胶的机械性能的前提下(实验证明对橡胶的机械性能还有提高作用)可大幅度提升硅橡胶的导热率，在添加过程中不像氧化物等会使其黏度上升很快，添加量很小(根据导热要求一般在5%左右就可以使导热率提高50%-70%)，现广泛应用与军事，航空以及信息工程中。

飞行器在大气中高速飞行时，由于气动加热飞行器表面与空气发生剧烈的摩擦，产生大量的热量，使飞行器表面温度急剧上升。随着科技的发展，采用纳米改性的玻璃钢材料能显著提高材料的热防护性能，在未来航天领域具有广阔的应用前景。

在导弹、火箭的发动机喷管上防热材料普遍采用碳-酚醛、高硅氧-酚醛。热防护材料中的树脂体系和含碳量决定了碳层的质量，进而影响其耐烧蚀性能。石墨及C-C复合材料是制造固体火箭发动机喷管的理想烧蚀材料，但石墨及C-C复合材料在使用中暴露出一个严重不足就是氧化侵蚀。在 500 ℃以上就可以被氧化，生成CO

2、CO，使材料强度降低。通过在材料中加入非氧化物陶瓷纳米颗粒，使非氧化陶瓷纳米颗粒氧化成膜来实现碳材料自愈合抗氧化。

此外，纳米材料在航天领域还有很多的应用，如采用纳米材料对光电吸收能力强的特点可制作高效光热、光电转换材料，可高效地将太阳能转换成热、电能，在卫星、宇宙飞船、航天飞机的太阳能发电板上可以喷涂一层特殊的纳米材料，用于增强其光电转换能力;在火箭发动机壳体上喷涂一层防静电纳米涂料，可以有效的提高火箭工作的可靠性。 (2)涂层材料

纳米材料用作涂层可提高工件的耐磨性、抗剥蚀性和抗氧化能力。研究表明，用纳米SiC、ZrC、TiC、TiN、B4C粉作为金属表面上的复合涂层可以获得超强耐磨性和自润滑性，其耐磨性要比轴承钢高100倍，摩擦系数为0.06-0.1，同时还具有高温稳定性和耐腐蚀性等。在液体火箭发动机关键零组件中应用纳米技术，大大拓展了这些零件的使用范围。如在重载、高DN值轴承表面上采用纳米级材料粉末涂层，可提高其寿命和可靠性。

在动密封和其他具有相对运动的摩擦副面喷镀上一层纳米级金属或非金属粉末就能极大地提高它们的抗磨损、耐高温和防腐蚀性;采用纳米磁性材料，探索发动机新型密封结构，可使发动机密封发生根本性改变等。这些技术在80年代研制的发动机上已得到应用，效果良好。将纳米技术应用在液浮轴承中，会使轴承的寿命和可靠性成百倍提高。涡轮盘是发动机中最关键的零件，它是在高温、高压、高速条件下工作，失效率很高。如果采用纳米级粉末冶金制造，将大幅度提高涡轮盘的强度和耐高温性能。推力室的内壁冷却和抗高温是发动机的关键技术，经常因为推力室的冷却和抗高温问题而降低发动机的性能，如果采用纳米级金属粉末涂镀在推力室内壁上，就可以解决这个问题。

用纳米SiC、ZrC、TiC、TiN、B4C粉还可以作为模具、切削刀具、汽轮机叶片、涡轮转子以及汽缸内壁涂层， 耐热涂层，散热表面涂层，防腐涂层及吸波涂层等。 (3)特种密封材料

发动机出现故障最多的是各种密封的失效，密封面的表面质量是决定密封性能好坏的主要因素，利用纳米材料制成密封零件基体或在密封表面覆盖一层纳米粉末将会极大的改善其密封性。纳米粒子加入橡胶能极大地改善其力学性能。纳米AlN粒子与橡胶复合可以提高其介电性和耐磨性。添加纳米SiN的新型橡胶不但具有优越的力学性能，还可以根据需要设计具有特殊性能的新型橡胶，这种新型材料中的纳米SiN不仅具有补强作用，而且具有常规橡胶不具备的一些功能特性，例如通过控制纳米SiN的颗粒尺寸可以制备对不同波段光敏感不同的橡胶，既可抗紫外线辐射，又可反射红外;也可利用纳米SiN制成电绝缘性能优异的橡胶。纳米级金刚石粉可用来增强橡胶、塑料、树脂。目前橡胶所用的增强剂多半为纳米级炭黑，若改用SiN能使其拉伸强度提高1-4倍，并改善其耐磨性和密封性。 (4)固体火箭推进剂

固体火箭推进剂主要由固体氧化剂和可燃物组成。固体火箭推进剂的燃烧速度取决于氧化剂与可燃物的反应速度，它们之间的反应速度的大小主要取决于固体氧化剂和可燃物接触面积的大小以及催化剂的催化效果。纳米材料由于粒径小、比表面积大、表面原子多、晶粒的微观结构复杂并且存在各种点阵缺陷，因此具有高的表面活性。正因为如此，用纳米催化剂取代火箭推进剂中的普通催化剂成为国内外研究的热点。近年来，国外研究了加入纳米铝粉以及金属/聚合物纳米层压材料片状粉末添加剂改性的纳米火炸药、推进剂和固体燃料。试验研究表明，在火炸药、推进剂和固体燃料配方中加入上述纳米粉末具有加快燃烧速度，改善燃烧效率，提高性能以及防止凝结有害金属微滴等优点。

将纳米金属粉添加到火箭固体推进剂中，可以显著改进推进剂的燃烧性能。20 世纪 90年代美国的 Argonide 公司生产了商品牌号为Alex的纳米铝粉，用Alex纳米铝粉铝化端羟基聚异丁烯，其燃烧速度是微米铝粉(20～35μm)的2倍，燃烧速率是微米铝粉的 40～60 倍，没有铝微滴凝结现象，从而避免了加入微米铝粉会凝结铝微滴造成降低燃烧效率、影响火箭飞行特性以及增加热红外信号等重大缺点。

未来展望

纳米技术是在20世纪90年代初才逐步发展起来的一门主导性的新兴科学技术，它将与信息技术和生物技术一样，对21世纪经济、国防和社会产生重大影响，并可能引导下一场工业革命。随着纳米技术以及大规模工业化生产进程的发展，纳米材料在国民经济各领域越来越得到广泛应用。由于保密原因，纳米材料在军事、航空、航天等特殊领域的应用报道还较少。从纳米材料的特性出发，结合航天产品的发展趋势和特点，可以看出纳米材料在航天领域具有较大的应用前景。

纳米科学技术正处于重大突破的前夜，它取得的一系列成果，引起了关心未来世界发展的科学家的思索。人们正注视着纳米科学技术领域不断涌现出的奇异现象和新进展。纳米技术无论是在理论上还是在实际使用过程中，还存在很多问题，需要我们进一步的探索和改进。我们相信，随着纳米科技的发展，纳米材料在航天领域将得到越来越多的应用，纳米技术将为促进我国的航天事业的发展做出重大贡献。

参考文献

[1] 李强，航天用纳米流体流动与传热特性的实验研究，宇航学报，2005，第26卷 第4期

[2] 王绍凯，飞行器结构用复合材料四大核心技术及发展，2004 [3] 袁俊，纳米技术及其对科技产业革命的影响，中国工程科学，2001，第3卷 第10期

[4] 宋文国，纳米材料在航空航天领域的应用，专稿，2010 [5] 赵云峰，纳米材料在航天领域的应用，宇航材料工艺，2005，第5期 [6] 毛克祥，纳米材料在航天领域的应用与发展，中国粉体技术，2006，第6期

[7] 樊东黎，纳米技术和纳米材料的发展和应用，金属热处理，2011，第36卷 第2期

[8] 荣烈润，纳米技术在航空航天领域中的应用，航空精密制造技术，2008，第44卷 第2期

[9] 宋宏文，纳米技术在航天领域的应用探讨，中国航天，2002，第1期 [10] 纳米卫星：基于纳米技术的“星球大战”悄然拉开帷幕 中国科技网 2015-3-3 http:///Bignews/273701.html

[11] 中国制备出世界最长碳纳米管 可应用于航天 中国新闻网2013-07-31 http:///mil/2013/07-31/5104641.shtml

第五篇：北华航天工业学院科学技术协会章程

(草案)

第一章 总 则

第一条

北华航天工业学院科学技术协会(以下简称学校科协)是北华航天工业学院党委领导下，由学校科技工作者自愿组成的群众团体，是学校党委领导联系科技工作者的桥梁和纽带，是推动学校创新发展的重要力量。

第二条

学校科协是地方(省、市)科协的基层组织，业务上接受地方科协的指导。

第三条

学校科协的宗旨是：坚持正确的政治方向，发挥群众工作优势，通过多种形式的群众性活动，切实加强对科技工作者的政治和价值引领，团结凝聚广大科技工作者投身科技创新和服务学校发展的强大正能量，充分发挥科学技术是第一生产力和科技人才资源是第一资源的作用。

第四条

学校科协在国家法律范围内，依据学校规章制度，按照学校科协章程开展工作。

第二章 任务

第五条

组织科技工作者学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的路线方针政策，引导科技工作者不断树立“四个自信”，弘扬奉献担当精神，把广大科技工作者紧密团结在党的周围，为实现党的任务目标而奋斗。

第六条

加强科技工作者职业道德教育，开展科学道德和学风建设宣讲，优化学术环境、培育科学文化，引导广大高校科技工作者遵守学术规范和科研诚信。

第七条

围绕学校创新发展搭建学术交流平台，组织开展多种形式的学术和技术交流活动，促进科技进步、促进成果转化、促进人才成长和科技队伍建设。

第八条 开展技术培训和科学技术普及活动，弘扬科学精神，普及科学知识，传播科学思想，倡导科学方法，提高学校干部职工科学素质。

第九条

建设“科技工作者之家”，宣传优秀科技工作者的事迹，维护科技工作者的合法权益，反映他们的意见和要求，组织开展优秀科技工作者的宣传、表彰和奖励工作。

第十条

做好挂靠在学校的有关学会管理工作，支持科技工作者参加各级科协所属的学会。

第十一条

组织科技工作者参与科技咨询、成果转化、技术开发、技术服务、第三方评估、成果鉴定、职称评审等社会服务工作。

第十二条

完成学校领导和上级科协交办的其他任务。

第三章 会员

第十三条 学校科协有团体会员和个人会员。

学校所属单位成立的科技团体和校内成立的教师、学生科协等是北华航天工业学院科协的团体会员。

在学校工作学习的各级科协所属学会(协会、研究会)会员，可自然成为学校科协个人会员。

学校科技工作者(一般指大学本科以上毕业人员，也含有特殊技术才能的人才)承认并遵守学校科协章程，由本人申请，经学校科协确认，即为会员。

第十四条 会员的权利和义务

会员有以下权利:

1、在学校科协内有选举权和被选举权;

2、对学校科技工作有建议权和批评权;

3、优先参加学校科协举办的各种活动和取得相关的资料;

4、会员的合法权益受到侵犯时，有权要求学校科协帮助申诉和给予维护。

会员有以下义务:

1、遵守学校科协章程，执行决议;

2、维护协会组织的荣誉;

3、参加学校科协活动，完成科协交办的任务。

4、宣传科协组织与科技活动，让更多人了解科协，支持或参与到科协活动中来。

第十五条 会员管理

1、会员有退会的自由,由本人提出申请，经学校科协委员会确认，即可退会。

2、触犯刑律或严重违反学校规定、协会章程，长期不履行义务、破坏或损害科协名誉的会员，经学校科协委员会决定，取消其会员资格。

3、会员因工作变动，离开本单位，其会员资格自动取消。

第四章 组织管理

第十六条

学校科协实行民主办会,科协会员代表大会是学校科协的最高领导机构，会员代表大会每4年举行一次。

第十七条

会员代表大会的职责是：

1、讨论决定学校科协工作方针和任务;

2、制定和修改学校科协章程;

3、审议批准工作报告和财务报告;

4、讨论通过有关决议和倡议;

5、选举学校科协新一届委员会。

第十八条

在会员代表大会闭会期间，学校科协委员会负责领导学校科协工作。其职能是：

1、执行会员大会或会员代表大会的决议;

2、制订工作计划，审议工作总结;

3、批准学校科协委员变更或增补;

4、组织科技工作者开展各种活动;

5、组织召开下届会员大会或会员代表大会。

第十九条

学校科协委员会设主席一人，副主席若干人，主席、副主席应由校级领导或知名专家担任;秘书长一人，副秘书长若干人，秘书长(副秘书长)人选由主席提名，经委员会审议通过。

第二十条

学校科协的日常办事机构为秘书处，秘书处在委员会的领导下开展工作。秘书处设在学校科学技术处，秘书长负责主持秘书处的日常工作。科协秘书处若干人员可兼职。

第二十一条

学校科协委员会委员名额根据工作需要报学校党委同意确定。学校科协发展规模较大时，根据工作需要和科技人员数量可设常务委员会和设立分会、专业学组。

第二十二条

学校科协委员会会议每年召开一次，决议须经委员总数二分之一以上表决通过方能生效。

第五章 经费管理

第二十三条

经费来源：

1、学校经费列支;

2、会费;

3、捐赠;

4、其他合法收入。

第二十四条

学校科协执行国家有关财务管理制度，将学校拨款等经费纳入活动预算，按预算进行支出。定期向会员代表大会和委员会报告财务收支情况，接受会员监督。

第六章 附则

第二十五条

本章程由学校科协秘书处负责解释。

第二十六条

本章程经学校科协会员代表大会通过之日起施行。如与上级科协相关规定有矛盾时，按上级科协规定执行。