由于纖維增強陶瓷基復合材料具有優異的高溫性能和較好的韌性,法國、美國等航空發動機技術先進國家大量開展了將其應用于航空燃氣渦輪發動機高溫部件的研究,并已經少量實際應用到現役的和在研的發動機上。相信隨著研究的深入和技術的成熟,纖維增強陶瓷基復合材料將陸續應用到先進的第4代戰斗機改進型發動機上,并最終成為第4代戰斗機發動機和未來高性能航空燃氣渦輪發動機高溫部件的關鍵技術。
隨著氣動熱力學、結構力學和材料科學等的飛速發展,較高的性能、良好的經濟性、極好的環保特性和很高的可靠性已經成為運輸機渦輪發動機研制的主要目標,而“突出的性能(特別是高推重比)、較低的油耗、較少的信號特征、極高的可靠性”則已經成為戰斗機渦輪發動機研制的主要目標。研究表明,在不改變目前發動機結構布局的前提下,要取得上述目標的突破,創新的材料及其相應的新穎結構應該占貢獻的70%。
先進航空燃氣渦輪發動機高溫部件的工作溫度很高,大大超出目前高溫合金的安全使用范圍,因而在實際應用中,對高溫部件不得不采用各種高效氣冷結構以及先進熱障涂層等措施。但是,采用氣冷結構,一方面減少了較多的燃燒空氣,降低了發動機的燃燒效率;另一方面,使部件結構設計復雜化,不僅增加了設計、加工的難度,而且也增加了研制和使用費用。由于陶瓷基復合材料(特別是纖維增強陶瓷基復合材料)具有極好的高溫穩定性和較好的力學性能,而成為航空發動機設計與制造商所青睞的未來高性能航空燃氣渦輪發動機高溫
部件(如燃燒室火焰筒、渦輪工作葉片、渦輪導向葉片和噴管調節片等)的重要候選材料,并得到迅速發展。
資料下載:
