航空材料科学涉及的高考化学知识点主要集中在材料的结构、性能、制备及实际应用等方面，以下是结合高考化学大纲和航空航天材料特点总结的核心知识点：

一、金属材料与合金

1. 合金的性质与分类

  • 合金定义：由两种或多种金属（或金属与非金属）熔合形成的具有金属特性的物质。例如，钛合金、铝合金是航空材料的核心。
  • 性能特点：
  • 熔点低于成分金属（如铝合金熔点低于纯铝）；
  • 硬度、强度更高（如镁铝合金用于飞机外壳）；
  • 耐腐蚀性（如钛合金耐高温、耐腐蚀，用于航空发动机）。
  • 易错点：合金一定是混合物，且成分金属需在熔融温度范围内相容。

    • 2. 常见金属材料的应用

  • 铝合金：密度小、强度高，用于飞机机身（如铝硅合金）；
  • 钛合金：高强度、耐高温，用于火箭结构件；
  • 不锈钢：含铬镍元素，耐腐蚀，用于航空部件。

    • 二、金属腐蚀与防护

    1. 腐蚀类型与机理

  • 化学腐蚀：金属直接与氧化性物质（如O₂、Cl₂）反应，无电流产生；
  • 电化学腐蚀（重点）：
  • 析氢腐蚀（酸性环境）：负极反应为 (

    ext{Fe}

  • 2e^- →

    ext{Fe}^{2+} )，正极反应为 ( 2

    ext{H}^+ + 2e^- →

    ext{H}_2↑ )；
  • 吸氧腐蚀（中性/弱酸性环境）：正极反应为 (

    ext{O}_2 + 2

    ext{H}_2

    ext{O} + 4e^

  • → 4ext{OH}^- ) 。

    • 2. 防护方法

  • 表面处理：涂覆耐腐蚀涂层（如陶瓷涂层）；
  • 改变金属结构：制成合金（如不锈钢）；
  • 电化学保护：牺牲阳极法或外加电流法。

    • 三、复合材料与新型材料

    1. 复合材料定义与分类

  • 定义：由基体（如树脂、金属）和增强体（如碳纤维、陶瓷颗粒）组成，兼具各组分的性能。
  • 航空应用：
  • 碳纤维增强材料：轻质高强，用于飞机机翼；
  • 陶瓷基复合材料：耐高温，用于发动机部件。

    • 2. 功能材料

  • 高温合金：含镍、钴，用于航空发动机叶片；
  • 高分子材料：如聚酰亚胺，耐高温、绝缘，用于电子元件。

    • 四、材料的物理与化学性质

    1. 力学性能：强度、硬度、韧性等，如高强度钢用于飞机起落架。

    2. 耐高温性：材料需承受发动机高温环境（如高温合金）。

    3. 导电性与导热性：铝合金用于飞机电路，导热材料用于散热系统。

    4. 耐腐蚀性：海洋环境中需抗盐雾腐蚀（如镀层材料）。

    五、材料制备与工艺

    1. 热处理工艺：

  • 淬火提高硬度（如钢制部件）；退火增强韧性。

    • 2. 合成方法：

  • 液相法（如铸造铝合金）；气相沉积法（制备耐高温涂层）。

    • 六、新型材料与环保要求

    1. 生态化设计：减少污染，如可回收铝合金；

    2. 资源循环利用：废旧金属的再加工（如钛合金回收）。

    高考真题关联示例

  • 选择题：合金熔点判断（如“合金熔点低于成分金属”）；
  • 填空题：金属腐蚀类型（如析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区分）；
  • 简答题：复合材料在航空中的应用及优势。

    • 航空材料科学的高考知识点需结合材料组成、性能、腐蚀防护及实际应用，尤其关注合金、复合材料、金属腐蚀的电化学原理。复习时可参考《金属材料》章节及复合材料相关内容，并通过真题强化应用能力。