國產渦扇15推力將大增！新材料破國際最高溫度，全球僅中國獨有

當今的渦輪風扇航天發動機，一直難以突破的瓶頸就是發動機渦輪前的進口溫度，進口溫度越高，發動機的推力也就越大，而這對發動機內渦輪葉片和燃燒室的抗高溫性能有很高要求，其抗高溫的渦輪葉片材料研製就是一種有效的途徑。錸，是被發現最晚的天然元素，全球已探明的儲量僅2500噸，價格更是達到白金的價位，它能保持在1700度的航空發動機火焰中不被融化，因此幾十年來一直被作為渦輪的製作材料，但是這樣的金屬是非常稀缺的。

渦輪葉片關鍵材料錸

出品|國器

製造發動機的關鍵材料「錸」非常稀缺

從上世紀美國F22戰機所使用的F119渦扇發動機，其渦輪進口溫度就就已經高達1650度，但隨後的十年，美國F35戰機發動機的進口溫度也在1600度徘徊。雖然美國坐擁全世界最大的錸市場，80%的錸都被用於製造航空發動機，即使美國已經將發動機錸含量提高到6%，但是還是因為錸資源稀缺難以量產，何況是中國，以美國為首的西方國家把控著全球的錸市場，對中國錸資源的進口採取著嚴格的限制。於是，尋求航空發動機材料的新途徑對中國是迫在眉睫的。

新型陶瓷熱障塗層

高溫熱障塗層的研發成為發動機突破的關鍵口

在目前航空發動機的研發中，在金屬表面添加抗熱塗層就是提高渦輪進口溫度的有效途徑，來自昆明理工大學的材料研究團隊就研發出一種新型陶瓷熱障塗層，如果經過後期的完善和驗證通過，有望使我國的航空發動機進口溫度達到1600度到1800度的範圍，打破國際上的最高使用溫度，屆時國產發動機的推力將會大大提升一個台階。如果運用到國產的渦扇—15航空發動機上，在結合五代單晶高溫合金配合使用，新一代國產發動機的性能將必定有一次質的飛躍。

渦扇—15國產發動機

我國新型塗層將打破國際最高溫度

我國的熱障塗層起步晚，仍然與國際有一定的差距。美國從上世紀50年代就開始了熱障塗層的研究，並在70年代後成功應用。而我國的熱障塗層研究起步僅靠從烏克蘭，俄羅斯引進的設備，其應用更是晚到2000年後，但是經過近10幾年的研發，我國已經基本能成熟研發塗層材料並加以應用。傳統渦輪發動機的熱障塗層大都採用氧化鋯陶瓷，在渦輪上塗上一層氧化鋯，可以使其承受的溫度增加100度左右。未來航空發動機的溫度將會朝著2000度的關口突破，於是新型熱障的研究也被各國提上日程，中國自然也是如此。

新材料研究團隊全球僅中國一家

此次我國團隊研發的新型稀土鉭酸鹽陶瓷熱障塗層，其最高承受溫度可達1800度，相比於氧化鋯降低表層溫度100度，它可降低近200度，其抗熱性能更加明顯，使用壽命也大大增加。在全世界範圍內，該塗層的研究團隊僅中國一個，從發現到最後的應用體系也全部由中國建立，擁有完全的自主知識產權。目前，該塗層已經在航天領域開始試用，隨著國內各團隊的聯合攻關，其最後的應用也將到來，中國的熱障塗層技術也將在國際上佔據一席之地。

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