如今,很多科學技術的實現不僅需要理論的支撐,還需要物理材料的支持,一旦材料的條件達到了實際應用的要求,必然會帶來一系列技術的革新與應用。無論是人們息息相關的醫療、交通、教育等領域,還是航空、核武器等尖端領域都會因為某一種或幾種新型材料的問世,而進行重大的技術改革與技術創新。今天小編就和大家說一說不再看他國臉色,中國成功研發超級材料,國產航天短板或將補齊。
這種超級材料就是鈦鋁合金,這種合金能夠耐受900度左右高溫,可以用於國產航空發動機,有效提高國產航空發動機性能。鈦鋁合金具備較好的伸縮性,材料強度高,高溫環境下抗蠕變好,主要應用在航空發動機壓氣機葉片和低壓渦輪等方面,新型鈦鋁合金研製成功,為國產航空發動機提高重比打下了堅實的基礎。
目前航空發動機壓氣機和低壓渦輪廣泛採用高溫合金是鎳基高溫合金,它在600-1000度範圍之內具備較高的強度和抗腐蝕能力,不過缺點就是重量相對較大,從而增加了發動機整體重量,而發動機整體重量增加又會讓飛機結構重量進一步增加,所以各國和地區航空發動機技術人員希望採用新一代高溫合金替代鎳基合金,這就是新一代耐高溫鈦鋁合金。
此前鈦鋁合金已經在航空發動機上面得到了運用,但是早期鈦鋁合金在工作溫度超過600度之後,各方面性能就會迅速下降,無法滿足航空發動機運轉需求,因此上世紀90年代之後,發達國家投入大量資源用於提高鈦鋁合金工作溫度,經過努力取得了技術突破,並且進入實用。
過去,我國把歐美國家的航空發動機材料作為標杆,而這次科研人員研發出來的鈦鋁合金更是甩了西方國家幾條街,研究成果在材料性上實現了三大突破,一是室溫拉伸塑性和屈服強度極大提升,實現了高強高塑的優異結合;二是抗蠕變性能優異,實驗表明,該合金100MPa應力下,800小時仍然在穩態蠕變階段,而4822合金僅過76小時就已經斷裂。該合金在900℃時的拉伸屈服強度為637MPa,其最小蠕變速率和持久壽命均優於4822合金1—2個數量級。
三是,承溫能力大大提高,通常鎳基合金的承溫能力每提高25-30度,即為一帶新合金,而該合金有望將目前鈦鋁合金的使用溫度從650-750度提高到900度以上。
航空發動機被譽為飛機的心臟,受制於基礎研究能力不足,目前我國航空發動機基本依賴出口,而這次鈦鋁合金的成功研製,讓我國在發動機方面向前邁了一步。而且我國的這一研製性能是超過了發達國家的,也正是因為這個原因,國產航天短板已經補齊,我們在這一領域再也不用受制於人,看他國臉色了。