航空航天工程科研实验平台建设得到了学校的大力支持和全院教师的广泛关注,陆续投入建设经费2000余万元,主要包括“学院实验中心筹建”专项、学科建设经费、各类科研平台建设经费以及科研启动经费等,建成实验室共11个。
该科研实验平台为学院的科研产出提供了坚实的基础。近3年来,支撑学院承担了120多项国家级和部省级科研项目,合同总经费达7386.11万元,包括国家自然科学基金52项,合同经费5184.55万元;支撑学院教师发表SCI论文400余篇,其中高被引论文6篇,JCR一、二区论文占80%以上。专利获权20项,出版专著2本。
航空航天复合材料实验室
可开展新型复合材料成分研究、复合材料改性、复合材料制备等实验
轻质结构复合材料制备实验室
可开展复合碳纤维、玻璃纤维等纤维增强复合材料的制备,拥有雕刻机、切割机、热压机等材料加工与制备实验设备。
动态冲击实验室
可开展金属、复合材料等在不同温度、不同应变率下的应力应变关系研究,主要设备包括:高温高应变率耦合分离式霍普金森压杆动态试验系统。
航空结构实验室
该实验室拥有MTS809(轴向动态载荷±100kN,扭矩±1100N*m,振动频率0.01Hz~15Hz,作动器行程范围:≥150mm,动态角位移≥±45度。宽温度拉扭复合引伸计标距25mm,行程1.7mm。COD规标距5mm,行程4mm,适用温度范围不小于-80℃~175℃。)、MTS858(拉伸/压缩:100mm,+/-15kN;扭转:270度,150N.m)拉伸扭转试验加载装置,并均配备了环境试验箱。可开展高、低温环境下(-120~280℃)各种材料和零件的常规拉伸弯实验,测定抗拉强度、屈服点、规定非比例伸长应力、泊松比、真应变、断面收缩率、断后伸长率等;进行各种材料的紧凑拉伸、三点弯曲、弯曲疲劳试验,常温和高低温的拉-拉、拉-压、压-压、拉-扭疲劳试验,测定金属动力源及作动轴延性断裂韧性、裂纹尖端张开位移、裂纹扩展速率、平面断裂韧性,表面裂纹断裂韧性等。
有氧及惰性环境下材料抗热冲击性能测试设备(最高使用温度:2800℃,长期使用温度2750℃;炉内常温真空度:2000Pa。),可开展材料材料升/降温抗热冲击性能试验、可控姿势试件的材料抗热冲击性能测试。高温环境及高温材料拉压变形测试系统(最高使用温度:2300℃,长期使用温度2200℃;炉内常温真空度:500Pa),可进行最高温度达2300oC的高温抗压强度、抗拉强度、弯曲强度、剪切强度等力学性能试验。
磁控溅射和高温蠕变实验室
该实验室拥有超高真空全自动磁控溅射镀膜机设备,可在极限真空下:≤8.0×10-7Pa制备包括各种金属、半导体、铁磁材料,以及绝缘的氧化物、陶瓷等物质的最薄可达纳米层厚的薄膜,能满足纳米薄膜与纳米多层膜制备的需求。
电化学实验室
可开展高性能电池材料电化学性能测试。
摩擦磨损实验室
该实验室拥有德国进口摩擦磨损试验机,通过销盘、球盘、盘环等接触模式,实现振动、旋转及旋振组合等运动,转速可达3000 rpm,载荷范围:5—1000N(精度0.25%),摩擦力矩:0—5 N(精度0.1%)。
该设备广泛应用于飞机、航天飞行器、汽车、工业等领域,如无机非金属材料、高分子材料、复合材料等的力学、摩擦学特性(如耐磨性、界面性能)和实际工况的研究及其评价等。
机械性能实验室
该实验室拥有高低温电子万能试验机,最大实验载荷为50kN,载荷精度为0.5%;配置的低温环境箱最低温度可达-190℃,高温环境箱最高温度为350℃。采用不同的夹具,可开展各种材料在拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等状态下的力学性能试验;采用微机控制全试验过程,实时动态显示力值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线。
该实验室还拥有电推进发动机高真空实验系统,空载极限真空度可达到≤8×10-4 Pa,当充气速率为20sccm时,真空度≤5×10-2 Pa;当充气速率为50sccm时,真空度≤7×10-2 Pa;充气速率为100sccm时,真空度≤9×10-2 Pa。该能真实地模拟真空环境,并能对舱内的真空度进行有效的控制,为研究相关的试验提供必要的条件。
增材制造实验室
可开展钛、不锈钢、铝合金等金属材料的增材制造实验。
材料表征与健康监测实验室
该实验室拥有众多国际一流的材料表征与性能测试、无损检测等设备,主要包括桌面型X射线衍射仪、非线性高能超声测试系统 、全自动激光扫描检测系统、原位微纳米力学测试系统、差示扫描热仪 、热重分析仪等。
桌面型X射线衍射仪可用于航空材料如无机非金属材料、高分子材料、复合材料等的物相、晶相鉴别、应力分析、原位结构分析等。
非线性高能超声测试系统通过测量对象的非线性效应,可以表征工程实际材料的各种特性,例如疲劳、微裂纹、粘结剂的粘结强度、薄膜涂层的特性等。
全自动激光扫描检测系统脉冲激光装置用于产生脉冲激光束照射被测物体的检测区域,并激发超声波;数据采集系统将连续的电信号转化为数字信号,再输入主机;主机用接口总线连接并控制脉冲激光装置。结合自主开发程序,该套全自动激光扫描检测系统可定位和评价损伤。
原位微纳米力学测试系统压头位移分辨率≤0.005nm,最大载荷≥ 500mN,载荷分辨率≤ 3nN,最小接触力≤1.0nN,仪器框架刚度:≥ 5×106 N/m。该系统可以对样品表面微区进行纳米压痕(施加正向垂直载荷力)、划痕(施加侧向载荷力),主要应用于硬度、弹性模量、摩擦系数、磨损率、结合强度、临界载荷、断裂刚度、失效、分层、疲劳、蠕变、粘变力(结合力)、三维表面轮廓等测试。
差示扫描热仪的温度范围为-170~600℃,用于塑料、橡胶、涂料、催化剂、聚合物等高分子材料,测量样品与参考物之间温度差、热流差、以表征所有与热效应有关的物理变化和化学变化。测试得到玻璃化转变温度、熔点、结晶度、氧化诱导时间等信息。
热重分析仪可用于塑料、橡胶、涂料、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等的研究开发、工艺优化与质量监控;可以测定样品在不同气氛下的热稳定性与氧化稳定性,可对分解、吸附、解吸附、氧化、还原等物化过程进行分析,包括得用TG测试结果进一步作表观反应动力学研究,可对物质进行成分的定量计算,测定水分、挥发成分及各种添加剂与填充剂的含量。
复合材料结构分析实验室
该实验室拥有台式扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪,可开展材料微观尺度结构研究。
台式扫描电子显微镜放大倍率达到10万倍,分辨率优于20nm。该设备主要用于多种材料如无机非金属材料、高分子材料、复合材料、金属材料等多种性能的表征,开展进行样品的低真空检测,导电样品及不导电样品的直接观察等科研工作。
傅立叶变换红外光谱仪主要用于航空复合材料、高分子材料、碳材料等的定性和半定量分析,红外显微在微小的区域内,光通量大,因此可以测试微量样品的光谱。样品的用量可以少到纳克级。