连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用_王鸣
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33一、引言随着现代科学和技术的发展,许多新的空间能源和技术领域,特别是航空、军事或尖端科学领域,如发动机、航空航天热保护系统、原子能,在新材料需求量最大的领域,特别是高温物质结构,其密度低,高强度高,耐久性高,耐高温,耐腐蚀性能。
例如,航空发动机主要依赖进口温度前的涡轮机,而进口温度前的涡轮机被认为在10度时,涡轮机的顶部涡轮机最高可达1 650℃。
在这种高温下,传统的超合金材料已不再符合要求,因此研究人员的研究重点转到了碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。
二、复合材料的研究进展1.复合材料的制备工艺(1)CVI工艺CVI是在CVD基础上进行研究的。
主要的准备过程是:第一,碳纤维预制件放在一个密闭的反应室里,采用高温环境下的蒸汽渗透法将反应气体过滤到预制件内或表面,以产生陶瓷基质的化学反应。
就CF/SIC化合物而言,CVI的准备工艺通常以诸如MTS、TMS、H 2和AR 等反应气体为基础,这些气体在高温抽取,以便在碳纤维预制件上储存陶瓷sic 基体。
这种工艺的优点是: 合成陶瓷基本材料通常是在低于基底熔点的温度下制备的,纤维与基底之间不会发生高温化学反应,材料中的残留电压很小,纤维本身的损害较小,因此,它可以确保复合材料结构的完整性;它能够以复杂的方式用一个很大的纤维体积部分加工CF/SIC复合材料。
主要缺点是: 随着渗透率的提高,纤维预制结构内的毛孔变小,渗透率变慢,导致生产周期较长,设备复杂,准备成本高;成品的多孔性和材料的低密度影响了复合材料的特性。
由于这一进程的缺点,其效用受到限制。
为了提高沉积效率、降低成本和缩短准备时间,研究人员目前开发了若干方法,包括热梯度法和在某种程度上改进CVI工艺的其他工艺。
(2)PIP工艺PIP是近年发展的一种制备工艺,工艺比较简单,而且制备环境要求低,因此发展比教迅速,并受到广泛的关注。
这一方法的基础是使用有机前体,这些前体在高温下得到分化,然后转化为无机陶瓷基体。
陶瓷基复合材料的研究进展及其在航空发动机上的应用摘要:综述了陶瓷基复合材料(CMCs) 的研究进展。
就CMCs的增韧机理、制备工艺和其在航空发动机上的应用进展作了详细介绍。
阐述了CMCs研究和应用中存在的问题。
最后,指出了CMCs的发展目标和方向。
关键词:陶瓷基复合材料;航空发动机;增韧机理;制备工艺The Research Development of Ceramic Matrix Compositesand Its Application on AeroengineAbstract: The development and research status of ceramic matrix composites were reviewed in this paper. The main topics include the toughening mechanisms, the preparation progress and the application on aeroengine were introduced comprehensively. Also, the problems in the research and application of CMCs were presented. Finally, the future research aims and directions were proposed.Keywords: Ceramic matrix composites, Aeroengine, Fiber toughening,Preparation progress1 引言推重比作为发动机的核心参数,其直接影响发动机的性能,进而直接影响飞机的各项性能指标。
高推重比航空发动机是发展新一代战斗机的基础,提高发动机的工作温度和降低结构重量是提高推重比的有效途径[1]。
现有推重比10一级的发动机涡轮进口温度达到了1500~1700℃,如M88-2型发动机涡轮进口温度达到1577℃,F119型发动机涡轮进口温度达到1700℃左右,而推重比15~20一级发动机涡轮进口温度将达到1800~2100℃,这远远超过了发动机中高温合金材料的熔点温度。
第28卷第6期 硅 酸 盐 通 报 Vol .28 No .6 2009年12月 BULLETI N OF THE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY Dece mber,2009 碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展及应用何柏林,孙 佳(华东交通大学载运工具与装备省部共建教育部重点实验室,南昌 330013)摘要:碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料具有密度低、高强度、高韧性和耐高温等综合性能,已得到世界各国高度重视。
本文综述了碳纤维的研究进展,C f /Si C 复合材料的制备方法,并分析了各种制备方法的优缺点。
概述了C f /Si C 复合材料作为高温热结构材料和制动材料的应用状况。
最后,指出了有待解决的问题和今后的主要研究方向。
关键词:C f /Si C 复合材料;制备方法;应用中图分类号:T B332 文献标识码:A 文章编号:100121625(2009)0621197206Progress and Appli ca ti on of Carbon F i bers Re i n forcedS ili con Carb i de Ceram i c M a tr i x Com positesHE B o 2lin,SUN J ia(Key Laborat ory of Conveyance and Equi pment,M inistry of Educati on,East China J iaot ong University,Nanchang 330013,China )Abstract:Carbon fibers reinforced silicon carbide cera m ic matrix composites have received intensive interest due t o their excellent p r operties such as l o w density,high strength and t oughness,oxidati on resistances .The devel opment of carbon fibers was revie wed .The several p reparati on methods of C f /Si C composites were intr oduced .The advantage and disadvantaged of every method were analyzed .The app licati on of C f /Si C composites were described as the outstanding high te mperature structure materials and braking materials .Finally,p r oble m s f or further research and key study as pects in the future were pointed out .Key words:C f /Si C composites;p reparati on methods;app licati on基金项目:江西省教育厅科研基金项目(赣教技字[2007]426号)作者简介:何柏林(19622),男,博士,教授.主要从事陶瓷基复合材料的研究.E 2mail:hebolin@1 引 言碳化硅陶瓷因具有高强度、高硬度、抗腐蚀、耐高温和低密度而被广泛用于高温和某些苛刻的环境中,尤其在航空航天飞行器需要承受极高温度的特殊部位具有很大的潜力。
陶瓷基复合材料在欧美军民用航空发动机上的发展作者:姚改成郭双全黄璇璇刘俊伶张良成叶勇松来源:《航空维修与工程》2018年第10期摘要:陶瓷基復合材料作为航空发动机候选材料之一,具有广泛的应用前景,本文主要概述了陶瓷基复合材料在欧美军民用航空发动机尾喷口、燃烧室和涡轮等热端部件方面的发展和应用。
关键词:陶瓷基复合材料;航空发动机;尾喷口;燃烧室;涡轮0 引言陶瓷基复合材料(CMC)作为一种轻质、高性能的结构复合材料在高温领域应用广泛,优异的高温性能使其可替代高温合金材料成为在航空发动机上特别是在航空发动机核心机上使用的候选材料之一。
国外在陶瓷基复合材料构件的研究与应用方面,基于先易后难、先低温后高温、先静子后转子的层层递进的发展思路,充分利用现有的成熟发动机进行考核验证。
首先发展中温(700℃~1000℃)和中等载荷(低于120MPa)的静子件,如尾喷口调节片和密封片;再发展高温(1000℃~1300℃)中等静子件,如火焰筒、火焰稳定器、涡轮导向叶片和涡轮外环等;而更高载荷(高于120MPa)的静子件或转子件,如高压涡轮转子和静子,现已在研究和试验阶段[1]。
本文主要就CMC在欧美军民用航空发动机上的发展做一概述。
1 CMC在军用发动机上的发展1.1 CMC在尾喷口上的发展20世纪70年代,碳/碳( C/C)复合材料作为高温复合材料在航天发动机上首次使用。
随后,由于化学气相渗透(CVI)制备工艺的出现,C/C复合材料在飞机刹车盘上获得成功应用[2]。
20世纪80年代,CMC作为高温热防护材料在航天飞机的热防护系统上首次使用。
随后,法国斯奈克玛公司开展了CMC在航空发动机尾喷口部件的应用研究[3],先后研制出C/SiC ( Sepcarbinox262)和SiC/SiC( Sepcarbinox 300),并分别在M88-2尾喷口的外调节片和内调节片上进行试车考核。
其中,Sepcarbinox262复合材料强度较高,强度从室温到700℃可以保持在250MPa左右,相比镍基高温合金减重30%。
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展及应用1研究进展近年来,随着碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料(CCR)性能优越的发现,越来越受到科学家和工程师的关注。
并且CCR的陶瓷相结构具有极高的抗热、抗冲击、抗腐蚀和耐磨性能。
然而,由于其微观和宏观机械性能调控能力较弱,该复合材料在应用中仍受到一定的限制。
近期,CCR材料的性能优势受到了很多研究者的重视,各种新型结构,复杂的组合加工工艺及增强技术被提出。
例如,抗腐蚀性能可以通过制备复合表面层来改善;抗热、抗受力能力可以通过控制碳纤维的尺寸和排列方式来改善;耐磨性能可以通过引入碳材料的碳-氧化物多层复合来增强。
最近,一些拥有改良机械性能的新制备工艺也被研究并实施,包括激光熔覆、前景碳化熔覆、快速增材成型、焊接熔覆和高速冲击等。
2应用对于碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料,主要应用于航空航天、船舶航行及军事等方面,其优越的机械性能使其成为一种非常理想的重要应用材料。
如果说航空飞机,这种复合材料可以替代大部分传统金属。
由于复合材料的轻重比和热稳定性更佳,可以帮助飞机减轻重量。
此外,其优越的抗受力和抗腐蚀性能还可以防止复合材料受到高温或低温环境的影响。
此外,由于复合材料可以克服传统金属在热响应速度受到拘束的缺点,在军事上其应用也都非常广泛。
最新研究表明,该材料很容易改变其形状,使用CCR,军事装备及其它武器物品可以取得更好的效果。
3结论碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料的研究及应用正在逐渐受到重视,复合材料的热稳定性、高抗受力和抗腐蚀性等优势在航空航天、船舶航行及军事领域都得到了广泛的应用。
此外,新的制备工艺也取得了巨大的进步,可以有效地改善复合材料的机械性能。
因此,未来碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料将有望发展出更强大的功能更适应更多应用场景。
陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用和发展发布时间:2022-10-24T06:34:49.845Z 来源:《科学与技术》2022年第6月第12期作者:李晨霏,李彤,周涛,张来,[导读] 陶瓷基复合材料由连续纤维增韧补强陶瓷基体李晨霏,李彤,周涛,张来,沈阳航空航天大学,民用航空学院摘要陶瓷基复合材料由连续纤维增韧补强陶瓷基体,具有耐高温、低密度、高比强、高比摸、抗氧化等优异特性。
是航空航天领域战略性热结构材料可显著提高航空发动机热结构件的使用温度减轻结构重量从而提高推重比,被视为取代高温合金、实现减重增效“升级换代材料”之首选。
本文介绍了陶瓷基复合材料的基本概况,同时分析讨论陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用,探讨了陶瓷基复合材料在航空发动机领域的研究发展趋势。
关键词:陶瓷基复合材料;应用;航空发动机;关键问题;SiC/SiC复合材料;作为飞机的心脏,发动机的性能会直接影响飞机性能的各项指标,而最能体现发动机性能的参数之一就是推重比[[[]文生琼,何爱杰.陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件上的应用[J].航空制造技术,2009(S1):4-7.]]。
近半个世纪以来航空发动机技术,尤其是燃烧室技术的进步,发动机的推重比得到了显著提高,飞机的性能因此得以大幅提升。
随着终端用户对飞行航程和速度要求的不断提高,导致发动机的增压比、涡轮前温度、燃烧室温度以及转速也必须不断提升。
就材料而言,当前高效航空发动机喷射出高热气体——足以达到传统钛合金、镍基高温合金使用温度的极限,现有合金材料方案无法完全满足下一代先进发动机设计对耐热的需求,在实际应用中,不得不对高温部件采取气冷以及热障涂层防护等措施。
不仅增添了加工难度,且研制和维护费用也随之提高。
目前,耐高温性能较好的陶瓷基复合材料技术已成为航空发动机制造的一个发展趋势。
如何运用陶瓷基复合材料(CMC)提高航空发动机的结构效率并降低成本,是航空发动机制造面临的主要技术难题之一。
2023 年第 43 卷航 空 材 料 学 报2023,Vol. 43第 6 期第 1 – 19 页JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS No.6 pp.1 – 19引用格式:王敏涓,黄浩,王宝,等. 连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展[J]. 航空材料学报,2023,43(6):1-19.WANG Minjuan,HUANG Hao,WANG Bao,et al. Application and research progress of continuous SiC fiber reinforced titanium matrix composite materials[J]. Journal of Aeronautical Materials,2023,43(6):1-19.连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展王敏涓1,2, 黄 浩1,2*, 王 宝1,2, 韩 波1, 杨平华1, 黄 旭1(1.中国航发北京航空材料研究院,北京 100095;2.中国航空发动机集团 先进钛合金重点实验室,北京 100095 )摘要:连续SiC纤维增强钛基(SiC f/Ti)复合材料具有比强度高、比模量高、耐高温等特点,在航空航天领域具有重要的应用前景。
本文总结了SiC f/Ti复合材料的应用、制备、性能调控和检测技术,并提出了SiC f/Ti复合材料未来需要突破的瓶颈问题。
SiC f/Ti复合材料单向性能优异,在环类转动件(叶环、涡轮盘等)、杆件(涡轮轴、连杆、紧固件等)以及板类构件(飞机蒙皮等)具有明显应用优势。
常用的SiC f/Ti复合材料的制备方法有箔压法和基体涂层法,箔压法适合制备板类结构件,基体涂层法适用于缠绕形式的结构件,如环、盘以及杆等。
SiC f/Ti复合材料的性能主要取决于SiC纤维、钛合金基体以及纤维/基体界面。
SiC纤维微观结构和性能对制备工艺具有较强的敏感性,通过反应器结构和沉积条件调控获得性能稳定的SiC纤维是研究重点之一。
碳纤维增强陶瓷基复合材料
碳纤维增强陶瓷基复合材料是一种具有优异性能的复合材料,结合了碳纤维和
陶瓷的优点,具有高强度、高刚度、高耐热性和耐磨性等特点,因此在航空航天、汽车制造、工程建设等领域得到广泛应用。
组成
碳纤维增强陶瓷基复合材料主要由碳纤维和陶瓷基体组成。
碳纤维作为增强材料,具有优异的机械性能,可以增加复合材料的强度和刚度;陶瓷基体作为基体材料,具有良好的耐热性和耐腐蚀性,可以提高复合材料的耐高温和耐磨性能。
特点
1.高强度和高刚度:碳纤维增强陶瓷基复合材料具有很高的拉伸强度
和模量,能够承受较大的载荷;
2.耐热性:陶瓷基体具有优良的耐高温性能,适用于高温环境下的使
用;
3.耐腐蚀性:陶瓷基体对酸碱等腐蚀介质具有较好的稳定性;
4.耐磨性:碳纤维的高强度和陶瓷的硬度结合,使复合材料具有较好
的耐磨性。
应用领域
碳纤维增强陶瓷基复合材料在航空航天、汽车制造、工程建设等领域得到广泛
应用。
在航空航天领域,碳纤维增强陶瓷基复合材料被用于制造飞机结构件和燃气涡轮引擎零部件,以提高飞机的性能和降低重量;在汽车制造领域,碳纤维增强陶瓷基复合材料被用于制造车身结构件和制动系统,以提高汽车的安全性和燃油效率;在工程建设领域,碳纤维增强陶瓷基复合材料被用于制造建筑结构件和桥梁构件,以提高建筑物的抗震性和耐久性。
综上所述,碳纤维增强陶瓷基复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景,将
在未来得到更广泛的应用和推广。
一、引言陶瓷基复合材料,以其优异的耐高温、耐磨损、抗氧化等特性,在航空发动机领域展现出巨大的应用潜力。
随着航空工业的发展,对发动机性能和可靠性的要求越来越高,陶瓷基复合材料在航空发动机中的作用日益凸显。
本文将详细阐述陶瓷基复合材料在航空发动机中的作用。
二、陶瓷基复合材料的特性1.高强度、高刚度、高硬度:陶瓷基复合材料通过引入各种增强纤维,如晶须、颗粒等,显著提高了材料的强度、刚度和硬度,为发动机的高效运转提供了基础。
2.良好的耐高温性能:陶瓷基复合材料具有极佳的热稳定性,能在高温环境下保持较好的力学性能,这对于高温环境下工作的航空发动机至关重要。
3.优秀的抗氧化和耐腐蚀性能:陶瓷基复合材料具有极低的氧化性,即使在高温、氧气环境下也能保持良好的稳定性,大大延长了发动机的使用寿命。
4.良好的热导性和热膨胀系数:陶瓷基复合材料在高温下具有良好的热导性和热膨胀系数,能有效控制发动机的热损失和热应力,提高发动机的工作稳定性。
1.燃烧室:陶瓷基复合材料的高温性能可以承受燃烧室的高温环境,减少了高温导致的发动机磨损,提高了燃烧效率。
2.涡轮叶片:陶瓷基复合材料的高强度、高耐热性、低热膨胀性,使其成为制造高温环境下工作的涡轮叶片的理想材料。
3.整体发动机环件:陶瓷基复合材料的高强度、耐高温、抗氧化等特性,使其成为制造发动机整体环件(如导向器、涡轮外环)的理想材料,大大提高了发动机的性能和可靠性。
4.风扇和压气机:陶瓷基复合材料具有较高的强度和刚度,可以用于制造风扇和压气机等部件,提高了发动机的推力和效率。
5.热屏蔽件:陶瓷基复合材料制成的热屏蔽件可以有效保护发动机的核心部分免受燃烧室高温的影响,提高了整个发动机的性能和可靠性。
四、结论与展望通过以上分析,我们可以看到陶瓷基复合材料在航空发动机中具有广泛的应用前景。
它不仅提高了发动机的性能和可靠性,而且延长了发动机的使用寿命。
然而,陶瓷基复合材料的研发和应用还面临一些挑战,如成本高、生产工艺复杂等问题。
陶瓷基复合材料在飞机上的应用答案:陶瓷基复合材料在飞机上的应用非常广泛,主要涉及航空航天领域,包括飞机发动机、航天飞机等。
陶瓷基复合材料(CMC)以其优异的耐高温性能、高强度、硬度大、耐磨、抗高温蠕变、低热导率、低热膨胀系数、耐化学腐蚀等特点,在航空领域得到了广泛应用。
例如,美国NASA在航天飞机上采用了碳化硅陶瓷基复合材料制造燃料泵的泵壳,显著提高了耐高温性能和使用寿命。
波音公司也成功地将陶瓷基复合材料应用于飞机发动机的制造中,有效提升了发动机的性能和可靠性。
此外,陶瓷基复合材料还用于制造航天飞机的鼻锥、机翼前缘及其他高温部件,以及飞机上的制动器,显著减轻了飞机的重量。
为了防止氧化,可采用涂层陶瓷对航天飞机上的CMC施加保护或用浸喷法使CMC防氧化寿命大大提高。
在航空发动机方面,陶瓷基复合材料具有巨大的应用潜力。
它们能够承受1000°~1500℃的高温,且结构耐久性更好。
CMC的固有断裂韧性和损伤容限高,适用于燃气涡轮发动机热端部件,能在较高的涡轮进口温度和较少的冷却空气下运行,显著改善发动机效率和耗油率。
目前,陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用主要集中在发动机燃烧室及内衬、涡轮外环、涡轮转子叶片、导向叶片、喷管鱼鳞片、加力燃烧室等热端部件。
其中,CMC高压涡轮转子叶片的研制代表了当前CMC技术发展与应用的最高水平。
国外在陶瓷基复合材料在航空发动机上的研究时间较长,成果较多。
美、俄、英等国投入巨大人力物力,力争占领以SiC/SiC复合材料为代表的先进武器装备材料技术制高点。
例如,美国航空航天局(NASA)在“超高效发动机技术”(UEET)项目下,开发了能承受涡轮进口温度1649℃的CMC发动机热端结构,冷却需求量比同类高温合金部件减少15%~25%。
这表明CMC在航空发动机热端部件的应用取得了新突破,展现了其在未来军民用航空发动机的广泛应用前景。
陶瓷基复合材料(CMC)由于其本身耐温高、密度低的优势,在航空发动机上的应用呈现出从低温向高温、从冷端向热端部件、从静子向转子的发展趋势。
CMC材料具有耐温高、密度低、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感、不发生灾难性损毁等优异性能,有望取代高温合金满足热端部件在更高温度环境下的使用,不仅有利于大幅减重,而且还可以节约甚至无须冷气,从而提高总压比,实现在高温合金耐温基础上进一步提升工作温度400~500℃,结构减重50%~70%,成为航空发动机升级换代的关键热结构用材。
主要应用位置:短期目标为尾喷管、火焰稳定器、涡轮罩环等;中期目标是应用在低压涡轮叶片、燃烧室、内锥体等;远期目标锁定在高压涡轮叶片、高压压气机和导向叶片等应用。
碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用需求及挑战刘巧沐;黄顺洲;何爱杰【摘要】随着航空发动机推重比的不断提高,急需发展轻质、高强韧、耐高温、长寿命、抗烧蚀、抗氧化的碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC-SiC),以满足航空发动机愈加苛刻的服役要求.本文简要介绍了CMC-SiC复合材料的特点和制备方法,综述了CMC-SiC复合材料在国外先进航空发动机热端部件上的应用进展及国内的研究现状.从工程化角度,指出了国内在高性能纤维、构件设计及制备、环境障涂层、无损检测技术、考核验证方法、修复技术等方面存在的差距及需突破的关键技术,指出了今后国内的研究目标与发展方向.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)002【总页数】10页(P1-10)【关键词】航空发动机;CMC-SiC复合材料;热端部件;应用【作者】刘巧沐;黄顺洲;何爱杰【作者单位】中国航发四川燃气涡轮研究院,成都610500;中国航发四川燃气涡轮研究院,成都610500;中国航发四川燃气涡轮研究院,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TB332航空发动机是飞机的心脏,是飞机机动性、航程、可靠性、经济性等性能的主要决定因素之一。
我国的飞机尤其是战斗机长期饱受“心脏病”(发动机落后)、“神经病”(控制系统落后)和“近视眼”(雷达系统落后)三大顽疾的困扰,尤其是航空发动机已成为严重制约我军航空武器装备和航空工业发展的瓶颈[1]。
经过几代人的努力,我国基本能自行研制推重比8一级的军用航空发动机[1]。
但是,我国的航空发动机技术与美国等西方航空发达国家相比仍存在巨大差距,且差距不断加大。
西方航空发达国家在航空发动机技术尤其是军用航空发动机技术方面对我国严密封锁,要打破技术封锁,必须立足自主研制。
没有自主研制的先进航空发动机绝不可能有自主研制的先进战斗机,根治飞机“心脏病”已刻不容缓。
随着航空发动机性能的不断提高,对于先进材料的需求也日趋迫切。
近年来,各大发动机厂商均加大投入力度,瞄准新一代耐高温材料——陶瓷基复合材料(CMC)。
陶瓷基复合材料(CMC)由于具备低密度、耐高温、抗氧化等特性,成为航空发动机用高温材料的热点。
发动机的高温部件主要包括燃烧室、高/低压涡轮及喷管等,其中高/低压涡轮部件主要包含导向器叶片、转子叶片及涡轮外环。
在应用陶瓷基复合材料之前,这些部件主要采用高温合金,其耐温能力发展变化如图1所示。
从图中可以看出,从20世纪40年代开始,高温合金的耐温能力逐渐提升,尤其是在20世纪40—50年代,锻造高温合金的耐温能力提升明显,之后处于缓慢提升期,基本上每10年增加约35℃。
目前,高温合金的耐温极限维持在1100℃附近,而陶瓷基复合材料的应用将发动机部件的耐温能力提升至1200~1350℃,并且陶瓷基复合材料构件质量通常为镍基高温合金构件质量的1/4~1/3,不仅可以通过提高构件的工作温度提高燃油经济性,还可以通过减轻质量实现燃油经济性的提高。
图1 在拉伸载荷137MPa,持久寿命1000h条件下,材料所能承受的温度极限航空发动机用陶瓷基复合材料目前主要包含两大类:一类是碳化硅纤维增强的碳化硅基复合材料(SiC/SiC复合材料),包括衍生出的SiBCN、SiCN基复合材料等;另一类是氧化物纤维增强的氧化物基复合材料(OX/OX复合材料),主要是氧化铝纤维增强的氧化铝基复合材料。
这两类复合材料的特点有所不同,SiC/SiC复合材料主要特点是密度低(密度为2.1~2.8 g/cm3)、耐高温(1200~1350℃可长时使用),主要应用于发动机高温热端部件,如燃烧室、高/低压涡轮等;OX/OX复合材料长时耐温能力约为1150℃,略低于前者,其密度通常在2.5~2.8 g/cm3,其与SiC/SiC复合材料相比的优势之一是成本相对较低,主要应用于发动机的喷管及小型发动机的高温部位。