英國惠普公司研制開發(fā)的F119發(fā)動機，通用電氣公司的F120發(fā)動機，荷蘭的SNECMA企業(yè)的M88-2發(fā)動機，美國、法國、西班牙和意大利四國協(xié)同研制開發(fā)的EJ200發(fā)動機。這種意味著全球優(yōu)秀水準的性能卓越航空發(fā)動機，他們的一同特性是廣泛采用了新型材料、新技術(shù)新工藝和新技術(shù)應(yīng)用。下邊大家就討論一下這些性能卓越航空發(fā)動機上的新型材料。

瓷器基復(fù)合材料

瓷器基復(fù)合材料在航天工業(yè)行業(yè)是一種十分有發(fā)展前景的新式構(gòu)造原材料，特別是在航空發(fā)動機生產(chǎn)制造運用中，愈來愈顯示信息出它的獨到見解。瓷器基復(fù)合材料除開具備重量較輕，強度高的優(yōu)勢之外，還具備出色的耐熱和高溫耐腐蝕特性。現(xiàn)階段瓷器基復(fù)合材料在承擔高溫層面早已超出了金屬材料耐高溫原材料，并具備非常好的物理性能和有機化學可靠性，是性能卓越渦輪增壓發(fā)動機粉層理想化的很好原材料。

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比如英國認證機的F120型發(fā)動機，它的髙壓渦輪增壓密封性設(shè)備，發(fā)動機燃燒室的一部分高溫零件，均采用了結(jié)構(gòu)陶瓷。荷蘭的M88-2型發(fā)動機的發(fā)動機燃燒室和噴嘴等也都采用了瓷器基復(fù)合材料。

碳/碳復(fù)合材料

C/C基復(fù)合材料是近些年最受高度重視的一種更耐熱的新型材料。到迄今為止，僅有C/C復(fù)合材料是被覺得唯一可作為推重比20之上，發(fā)動機進口溫度達到1930-2227℃渦輪增壓電機轉(zhuǎn)子葉片的后續(xù)原材料，是英國二十一世紀關(guān)鍵發(fā)展趨勢的耐腐蝕材料，全球優(yōu)秀工業(yè)生產(chǎn)我國極力追求完美的最大總體目標。 C/C基復(fù)合材料，即碳纖維材料提高碳基礎(chǔ)復(fù)合材料，它把碳的硅化物性與碳纖維材料的高韌性及高剛度融合于一體，使其展現(xiàn)出非延性毀壞。因為它具備重量較輕、高韌性，優(yōu)異的耐熱性和很好的導(dǎo)熱性，是現(xiàn)如今最理想化的耐腐蝕材料，特別是在 1000-1300℃的高溫自然環(huán)境下，它的抗壓強度不但沒有降低，反倒逐步提高。在1650℃下列時仍然還維持著室內(nèi)溫度自然環(huán)境下的抗壓強度和風范。因而C/C基復(fù)合材料在航宇加工制造業(yè)中具備非常大的發(fā)展前景。

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比如英國的F119發(fā)動機上的加力燃燒室的尾噴嘴，F(xiàn)100發(fā)動機的噴頭及發(fā)動機燃燒室噴嘴，F(xiàn)120認證機發(fā)動機燃燒室的一部分零件已采用C/C基復(fù)合材料生產(chǎn)制造。荷蘭的M88-2發(fā)動機，幻像2000型發(fā)動機的加力燃燒室油泵桿、隔熱保溫屏、噴嘴等也都采用了C/C基復(fù)合材料。

環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料

環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的服現(xiàn)役溫度一般不超過350℃。因而，環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料關(guān)鍵運用于航空發(fā)動機的冷端。環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料國外優(yōu)秀航空發(fā)動機上的關(guān)鍵運用位置如圖所示1所顯示。

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圖1環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料國外優(yōu)秀航空發(fā)動機冷端上的關(guān)鍵運用位置

風扇葉片

現(xiàn)階段，海外已開展商業(yè)化的運用的復(fù)合材料風扇葉片的關(guān)鍵意味著有所為B777配套設(shè)施的GE90系列產(chǎn)品發(fā)動機，為B787配套設(shè)施的GEnx發(fā)動機，也有為中國商飛C919配套設(shè)施的LEAP-X發(fā)動機。

進到二十一世紀，航空發(fā)動機對高損害容限復(fù)合材料的明顯要求牽引帶著復(fù)合材料技術(shù)性進一步發(fā)展趨勢，而根據(jù)持續(xù)提升碳纖維材料/環(huán)氧樹脂膠預(yù)浸料延展性的方式早已難以考慮高損害容限的規(guī)定。在這里情況下，三維手工編織構(gòu)造復(fù)合材料風扇葉片應(yīng)時而生。Snecma企業(yè)采用三維手工編織/RTM技術(shù)性來生產(chǎn)制造LEAP發(fā)動機的風扇葉片，即最先用碳纖維材料織成具備葉片樣子的預(yù)制構(gòu)件體，隨后放進模貝中采用RTM成形加工工藝注漿環(huán)氧樹脂，對比采用預(yù)浸料/壓模加工工藝的起模復(fù)合材料風扇葉片，采用這類加工工藝成形的復(fù)合材料葉片具備十分出色的固層特性，其損害容限與抗外物損害特性大大的提高。

散熱風扇機匣

相對性于金屬材料葉片，復(fù)合材料葉片在掉下來沖擊性散熱風扇機匣的時候會瓦解成更小的殘片，有益于機匣的寬容。隨著著環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料風扇葉片在航空發(fā)動機上的運用，全環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料散熱風扇機匣逐漸在航空發(fā)動機上應(yīng)用推廣。GEnx發(fā)動機即另外采用了復(fù)合材料風扇葉片和全復(fù)合材料散熱風扇機匣，使環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的減脂優(yōu)點得到充分運用。這類散熱風扇寬容機匣最先采用二維三軸手工編織技術(shù)性生產(chǎn)制造手工編織預(yù)成形體，當復(fù)合材料風扇葉片殘片撞到寬容機匣后，能夠被合理寬容，寬容高效率提升大概30%。

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圖2散熱風扇機匣發(fā)展趨向

散熱風扇帽罩

由于是是非非主承力預(yù)制構(gòu)件，散熱風扇帽罩是航空發(fā)動機上最開始應(yīng)用的復(fù)合材料生產(chǎn)制造的構(gòu)件之一，應(yīng)用復(fù)合材料生產(chǎn)制造的散熱風扇帽罩能夠出示更加輕的凈重、簡單化的防冰構(gòu)造、更強的耐腐蝕性及其更出色的緩解疲勞特性。現(xiàn)階段，在R.R企業(yè)RB211發(fā)動機、PW企業(yè)PW1000G、PW4000早已采用環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料制取散熱風扇帽罩。

出入口擋水板葉片做為靜止不動構(gòu)件，出入口擋水板葉片(OGV)早已國外優(yōu)秀航空發(fā)動機冷端構(gòu)件上獲得廣泛運用，PW4084、PW4168發(fā)動機采用PR500環(huán)氧樹脂膠生產(chǎn)制造散熱風扇OGV。

PW1000G發(fā)動機采用AS7化學纖維/VRM37環(huán)氧樹脂膠RTM成形加工工藝制取散熱風扇OGV，并已產(chǎn)生完善的復(fù)合材料靜子葉片加工工藝和技術(shù)性管理體系。

短艙

對比航空發(fā)動機服務(wù)器，環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動機短艙具備更寬闊的運用室內(nèi)空間。依據(jù)材料，海外生產(chǎn)商早已在短艙進氣系統(tǒng)、整流罩、推算設(shè)備、降噪音襯位置規(guī)模性應(yīng)用環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。

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金屬材料基復(fù)合材料

和環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料對比，金屬材料基復(fù)合材料具備優(yōu)良的延展性，不受潮，可以耐較為高的溫度。以碳碳復(fù)合材料化學纖維提高欽鋁合金基材復(fù)合材料能用來生產(chǎn)制造壓氣機葉片。碳纖維材料或三氧化二鋁化學纖維提高鎂或壓鑄鋁基材復(fù)合材料能用來生產(chǎn)制造渦輪增壓風扇葉片。又如鎳鉻合金鋁銥化學纖維提高鎳基高溫合金基材復(fù)合材料能用來生產(chǎn)制造渦輪增壓及壓氣機用的密封性元器件。

別的如散熱風扇機匣、電機轉(zhuǎn)子、壓氣機盤等零件，海外都是有采用金屬材料基復(fù)合材料生產(chǎn)制造的案例。可是這類復(fù)合材料存有的較大 難題之一是提高化學纖維和基材金屬材料中間非常容易產(chǎn)生反映而造成延性相，使原材料特性受到影響。尤其是在較高溫度下長時應(yīng)用，頁面的反映更加突顯。現(xiàn)階段處理的方法是依據(jù)不一樣化學纖維、不一樣基材，在化學纖維表層加適度鍍層，及其對基材金屬材料開展細晶強化，以緩解頁面的反映，維持復(fù)合材料特性的可信性。

來源于：榮格塑膠工業(yè)