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陶瓷基复合材料(CMC)与碳化硅纤维

    

  更高的高温特性、更低的密度,CMC 材料成为新型大推重比发动机理想材料。

  发展更高效率发动机的关键在于提高工作温度,而提高工作温度之关键又取决于材料的研制,因此具有耐高温、低密度、抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等一系列优越性能的CMC 材料,成为了新型高推重比航空发动机、空天飞机等重要武器装备高温部件的理想材料。

  在航空发动机上,CMC 材料主要用于热端部件,如喷管、燃烧室火焰筒、低压涡轮静子叶片和喷管调节片等,并逐步探索在低压涡轮转子叶片的应用,在高压载荷区域的应用尚在探索期。碳化硅纤维是制备CMC 材料的重要原材料。

  CMC 材料主要由增强纤维、陶瓷基体、界面层制备而成。其中,碳化硅纤维的研制技术处于快速发展中,且其作为增强纤维能够为CMC 材料带来更好的耐热性能,是制备CMC 材料的重要原材料,正日益受到航空发动机领域的关注。

  国外已发展出三代碳化硅纤维,国内已突破各项关键技术,进行一二代产品产业化生产。

  目前,国外已发展出三代碳化硅纤维,并实现了三代产品的产业化。国内正以产学研模式开展工艺的创新与技术的产业化,已突破制备过程的各项关键技术,初步实现了一、二代产品的产业化。国防科技大学是中国最早进行碳化硅纤维研制的单位,目前已与苏州赛菲、宁波众兴新材展开合作;此外,厦门大学已于2015 年3 月与火炬电子签署《技术(技术秘密)独占许可合同》展开合作。

  CMC 材料应用范围广阔,重点应用领域航空航天将推动CMC 产业发展。强军政策下,航空/航天发动机作为飞机与火箭的“心脏”,将成为现代化武器装备体系的重要一环。“两机”专项的启动,也将推动中国航空发动机的研制与生产。

  CMC 材料是大推重比发动机热端部件的理想材料,航空航天对于大推重比发动机的需求将直接拉动CMC 材料的需求。此外,除了航空/航天发动机的热端部件,CMC 材料还在刹车片、卫星光机构件、热防护结构、核电设备构件、光伏/电子构件等领域有着较广泛的应用。

中财网

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发布日期: 2018-7-26 9:17:25



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