陶瓷基復(fù)合材料發(fā)展前景大 2022陶瓷基復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

• 2022年1月10日 WuYaNan來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 1335 87
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陶瓷基復(fù)合材料可應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天發(fā)動(dòng)機(jī)、飛行器防熱結(jié)構(gòu)、太空輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、剎車制動(dòng)、核能、光伏電子等多個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)前主要應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)襯、噴口導(dǎo)流葉片等產(chǎn)品。

陶瓷基復(fù)合材料發(fā)展前景大 2022陶瓷基復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

近日，國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)就傳來(lái)好消息。西北工業(yè)大學(xué)研制的國(guó)產(chǎn)陶瓷基復(fù)合材料整體渦輪盤成功完成首次空中驗(yàn)證。一般認(rèn)為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)推得比達(dá)到或者超過(guò)15的時(shí)候，就需要采用陶瓷基復(fù)合材料這樣的先進(jìn)材料確保發(fā)動(dòng)機(jī)性能達(dá)標(biāo)。陶瓷基復(fù)合材料是未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)最有前景的材料之一，是提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵材料。

陶瓷基復(fù)合材料(CMC)指的是在SiC陶瓷基體中引入SiC纖維形成的增強(qiáng)材料，其彌補(bǔ)了陶瓷材料的缺陷，具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、抗沖擊等性能，目前市場(chǎng)中應(yīng)用需求較高的陶瓷基復(fù)合材料主要有碳化硅纖維增強(qiáng)碳化硅陶瓷基(SiC/SiC)和碳纖維增強(qiáng)碳化硅陶瓷基(C/SiC)復(fù)合材料，其中前者應(yīng)用更為廣泛。利用陶瓷基復(fù)合材料制成的高溫渦輪可以提高渦輪前溫度，增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力。由于燃料室溫度更度，燃料燃料更加充分，能量施放更多，也有利于降低油耗。

陶瓷基復(fù)合材料可應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天發(fā)動(dòng)機(jī)、飛行器防熱結(jié)構(gòu)、太空輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、剎車制動(dòng)、核能、光伏電子等多個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)前主要應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)襯、噴口導(dǎo)流葉片等產(chǎn)品。

《第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要(草案)》發(fā)布，有兩個(gè)重點(diǎn)：一個(gè)是軍備列裝換代加速，一個(gè)是關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)突破。軍工新材料在近三年的業(yè)績(jī)?cè)鏊倏梢缘贸?，新材料、信息化、航空三個(gè)細(xì)分領(lǐng)域增長(zhǎng)最快。

軍工新材料是新一代武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是軍用高技術(shù)的重要組成部分。軍工材料種類較多，包括高強(qiáng)鋼、鈦合金、高溫合金等金屬材料以及碳纖維復(fù)合材料、石英纖維、無(wú)機(jī)碳材料等非金屬材料，根據(jù)國(guó)家發(fā)改委印發(fā)的《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》顯示，鈦合金、碳纖維復(fù)合材料和高溫合金三個(gè)品種入選軍工新材料。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)人員認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度提高100度，發(fā)動(dòng)機(jī)推力可以提高20%左右，可以說(shuō)效果顯著。根據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，第6代戰(zhàn)斗機(jī)采用的高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度將會(huì)突破2000度，這樣就對(duì)高溫渦輪提出了更高的要求。制造耐溫度能力更強(qiáng)、重量更輕、使用壽命更高的高溫渦輪就成為第6戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)瓶頸，而陶瓷基復(fù)合材料就是制造這種高溫渦輪的關(guān)鍵材料。

“十四五”期間，隨著軍費(fèi)支出水平提升，以及國(guó)家對(duì)武器裝備更新的重視度提升，武器裝備升級(jí)將是大勢(shì)所趨，軍工新材料作為新一代武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)，其市場(chǎng)需求也將不斷釋放。目現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)是集機(jī)械、材料、空氣動(dòng)力、電子等領(lǐng)域技術(shù)于一身的技術(shù)密集型產(chǎn)品，需要長(zhǎng)期艱苦攻關(guān)。前陶瓷基復(fù)合材料已經(jīng)在現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)上得到運(yùn)用，主要集中在密封和隔熱領(lǐng)域，正在向核心機(jī)擴(kuò)展。

在全球中，美國(guó)和日本等國(guó)家在陶瓷基復(fù)合材料領(lǐng)域布局時(shí)間較早，擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品成熟度較高。美國(guó)GE、法國(guó)SNECMA公司等均在該領(lǐng)域具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)在陶瓷基復(fù)合材料研究方面起步較晚，目前研究多以校企合作和企業(yè)合作進(jìn)行，主要有航天材料及工藝研究所、國(guó)防科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、北京航空材料研究院等?？傮w來(lái)看，我國(guó)陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用方面較發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯差距，未來(lái)國(guó)內(nèi)陶瓷復(fù)合材料市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/strong>

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