比黃金還貴，比鑽石還值錢，成了中國的芯病

圖為航空發動機的渦輪葉片，作為「現代工業的皇冠」，航空發動機堪稱最難突破的前沿技術之一，中國幾十年來始終未能透徹掌握現代航空發動機的生產研發，原因之一就是材料加工如高溫合金等領域落後太多。航空發動機的核心指標在於推重比，而提高推重比的關鍵在於提高渦輪葉片材料的耐高溫能力，溫度每提高100攝氏度，推重比就能提高10%，一般來說一款軍用渦輪發動機從研製到立項至少需要投入幾十億美元，相當一部分就花在了材料上，是美俄等軍事大國的不傳之秘。舉例來說，發動機1級高壓渦輪需要約100個葉片，而1片渦輪葉片的價格就高達1萬美元，這足以體現其驚人價值。

航空發動機的主體結構應用了大量的高溫合金，而高溫合金的製造離不開稀土和稀有金屬，我國的稀土儲量世界第一，但是稀金儲量卻比較貧瘠，在製造高端航空發動機必不可少的鐵、鎳、鈷基高溫合金領域長期受制於人。

以稀有金屬鈷為例，它是生產高溫合金、硬質合金、磁性材料和耐腐蝕材料的關鍵原料，廣泛應用于軍事、航空工業，包括製造裝甲、穿甲彈、航空發動機等領域。鈷基合金由鈷金屬和其他金屬碳化物晶粒結合，在超過1000度的高溫下也不會失去原有硬度，因此是製造航空渦輪發動機必不可少的優質材料，一般來說佔到整個發動機結構的30%，使用了鈷基合金的零件抗氧化性極強，不用任何保護塗層就能長時間使用。

作為重要的戰略金屬，鈷有著「工業味精」和「工業牙齒」的美譽，世界各國都對其十分重視，包括美國、俄羅斯、日本在內的主要國家都常年保持鈷的戰略儲備。隨著中國大力發展航空發動機，對於鈷的需求逐年上升，從世界範圍來看，鈷金屬主要分布在剛果（金）、尚比亞、美國、澳大利亞、加拿大等國，而中國的鈷金屬礦藏僅有8萬噸，資源少、品位低、製取困難，長期以來，鈷金屬的開採和銷售都掌握在西方發達國家手中，對中國進行壟斷式定價和銷售，嚴重影響了我國航空工業的發展。

但是這種受制於人的局面有望被打破，據路透社報道，中國洛陽鉬業日前宣布，以26.5億美元的價格從國際礦業巨頭自由港公司收購了剛果（金）最大的銅鈷礦 滕科—富古盧姆 銅鈷礦56%的股權，該礦區蘊藏著超過2800萬噸銅和300萬噸鈷礦，年產能力為20.4萬噸銅和1.6萬噸鈷。

西方媒體表示，中國公司收購該礦其實是醉翁之意不在酒，目的不在於開採銅礦，而是要獲得寶貴的鈷金屬資源，有了這座富礦，困擾中國軍事/航空工業多年的高溫合金困局有望得到緩解，這是西方所不願看到的。

軍事評論員空山表示，我國在高端材料加工領域起步較晚，所謂的發動機「心臟病」很大程度上要歸咎於缺乏合格的合金材料，光在航空發動機渦輪葉片上，每年花在進口國外產品上的費用就超過1億美元，而且經常被外國公司以各種理由刁難和拒售。隨著我國軍事航空事業的發展，對於以鈷基合金為代表的高溫合金材料需求將越來越多，在這種背景下，中國積極走出國門，在海外收購稀有金屬礦無疑是十分高明的一招，不僅打破了西方對華壟斷，還將大大加速國產高端合金材料的發展，從而使困擾解放軍多年的發動機之殤徹底解決，某種意義上來說比建造國產航母還要重要得多。

來源：東方頭條

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實際上有一種金屬元素，不僅極度稀有，而且用處極其高端，我們都知道現代渦輪發動機的先進與否，很大程度上就看發動機的渦輪前溫度，而渦輪前溫度受制於耐高溫的單晶渦輪葉片，而單晶葉片的加工工藝，那都是堪比氫彈製造技術的存在，現在通常含錸單晶空心葉片是渦輪發動機的首選和趨勢。渦輪的葉片材料現在主流的是鎳鐵合金。通常工藝是在正常澆鑄的同時，利用電磁鐵產生強大的定向磁場，未凝固高溫合金在定向磁場的作用下向同方向漫漫凝固，最後形成所有的分子排列一摸一樣的單晶體，不是一般的鋼材等分子是亂七八糟排的。這樣排列整齊的材料才能承受高溫。這也是單晶高溫合金製造的秘密所在。

航空發動機是當今世界上最複雜的、多學科集成的工程機械系統之一，需要在高溫、高壓、高轉速和高載荷的嚴酷條件下工作，並滿足功率大、重量輕、可靠性高、安全性好、壽命長等眾多十分苛刻甚至相互矛盾的要求，因此航空發動機被譽為現代工業的「皇冠」。我國雖然已經是國際上為數不多的幾個可以獨立研製航空發動機的國家之一，但是航空發動機性能不達標，一直都是中國航空業的一塊心病。

而含錸單晶高溫合金是能夠在600℃以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料，具有優異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，已成為軍民用燃氣渦輪發動機熱端部件不可替代的關鍵材料。

錸在地球中的含量非常少，是地球上最為稀有的元素之一，是人類發現最晚的天然元素，發現者是德國的化學家諾達克夫婦，他們以萊茵河的名稱命名為錸。它在地殼中的含量比所有的稀土元素都小。根據美國地質調查局的報告，全球探明的錸儲量僅為2500噸左右，按年產量來說，全球每年錸的峰值產量只有4.5噸。

錸的提煉極其複雜，只有作為副產品在輝鉬礦和銅精礦的冶煉中回收。錸是一個非常稀少而且分散的元素，迄今只查明有輝錸礦和銅錸硫化礦物，而多以微量伴生於鉬、銅、鉛、鋅、鉑、鈮等礦物中。具有經濟價值的含錸礦物為輝鉬礦。一般輝鉬精礦中錸的含量在0.001%-0.031%之間。斑岩銅礦選出的鉬精礦含錸高達0.16%，是的，高達0.16%，真的是很高啊！生產錸的主要原料是鉬冶煉過程的副產品。從某些銅礦、鉑族礦、鈮礦甚至閃鋅礦的冶煉煙塵和渣中以及處理低品位鉬礦的廢液時，都可以回收錸。

全球約70%的錸用於生產航空發動機，比如羅羅公司一家，就使用了全球28%的錸，美國通用電氣用了28%，美國普惠公司使用了12%，其在軍事上有及其重要的戰略意義。

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