Question

下一代飞机发动机的材料不是金属，会是什么？

Answer 1

发动机部件主要金属材料制造

现在的飞机发动机绝大部分还是用金属多，特别是特种金属。现在马氏钢用得多，许多发动机，包括飞机、火箭的外壳是由特种钢做的。而特种钢，我们已经开发出了又便宜性能又好的中国D&P特种钢。

另外也有很多钛合金用于做飞机发动机叶片。比如美国GE公司制造的波音777的GE9X发动机涡轮叶片使用先进的航空航天材料钛铝（TiAl）制造。钛铝比常用于低压涡轮叶片的镍基合金轻50％左右。使用钛铝制成的叶片，整个低压涡轮机的重量可减少20％。

3D打印TiAl

下一代航空发动机材料——特种陶瓷

其实就在波音777的GE9X发动机中就用到了多个陶瓷基复合材料CMC材料。根据发动机制造商报告，

在GEnx发动机验证机上的一系列测试表明，装有与GE9X发动机相同CMC部件的燃烧室和涡轮在长期服务中表现出令人印象深刻的耐用性。

法国研制的陶瓷基复合材料发动机喷管锥形中心体在世界上首次投入商业使用

为什么陶瓷材料会被用到发动机领域呢？这主要是因为陶瓷材料具有比金属更好地隔热性能，因此可以提高发动机的效率，同时使用更加少的冷却水。并且陶瓷材料由于其耐磨性和耐腐蚀性都比金属高，因此能大幅提高发动机的寿命。

美国GE公司已在发动机领域发明了多个CMC部件。我国的特种陶瓷虽然相比国外还有一定差距，但是我们国家也在特种陶瓷上也有进展。中国机械工业联合会通过了南京朗仕?|等离子体制造科技有限公司和江苏华晨气缸套股份有限公司联合研发的“陶瓷合金层强化发动机气缸套”科技成果。

“我们在发动机缸套的结构和现有的制造工艺无需改变的情况下，利用等离子体表面工程新技术在缸套内表面形成含有多种元素的非金属陶瓷合金层，能有效地降低摩擦系数，提高缸套部件内表面的硬度、抗氧化、耐磨耐腐蚀性能；不改变缸套原内孔尺寸和网纹参数，保持储油润滑和减磨。从而增加发动机使用寿命、高效节油以及降低污染物排放，提升发动机的使用品质，降低发动机生命周期内运行成本。”

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