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陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件上有廣闊的前景
2017-05-23 0:01:45   發布者:System

    作為飛機的心臟,發動機的性能會直接影響飛機性能的各項指標,而最能體現發動機性能的參數之一就是推重比。現有推重比10一級的發動機渦輪進口溫度達到了1800~2000K,而推重比15~20一級發動機渦輪進口溫度將達到2100~2400K,這遠遠超過了發動機中高溫合金材料的熔點溫度。目前工藝成熟的發動機熱端部件材料,只能滿足推重比10一級發動機的設計要求,要發展更高推力的先進航空發動機,必須開展新型耐高溫材料設計技術的研究。同時,還要解決航空發動機結構輕、持久性強、可靠性高等一系列問題,這就需要使用新型材料和工藝技術,特別在航空發動機熱端部件上。

    目前,耐高溫性能較好的陶瓷基復合材料技術已成為航空發動機制造的一個發展趨勢。如何運用陶瓷基復合材料(CMC)提高航空發動機的結構效率并降低成本,是航空發動機制造面臨的主要技術難題之一。陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件中的應用多見于國外報道。有資料顯示,在航空發動機熱端部件中引入陶瓷基復合材料后,可以使熱端部件在高溫環境中工作,并降低發動機冷卻氣體流量15%~25%,可有效提高發動機效率。在國內陶瓷基復合材料的研究雖然取得了一定成效,但在航空發動機熱端部件中的應用研究才剛剛起步,尚未進入工程應用階段。

    陶瓷基復合材料耐熱溫度很高,適應于航空發動機熱端部件的高溫環境要求,但國內陶瓷基復合材料的制備和成型工藝尚不夠成熟,要在航空發動機熱端部件中實際應用還有一定的難度。國內要在高推重比發動機熱端部件上使用陶瓷基復合材料,必須加大陶瓷基復合材料在發動機熱端部件應用的研究力度和進度,以使發動機熱端部件能承受更高的工作溫度、降低冷氣消耗量、提高發動機效率、增強可靠性并延長發動機的壽命。

作者:    來源:機經網

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