中国航空发动机材料获重大突破,新材料是什么样的?有何好处?

2024年12月05日 02:14
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网友(1):

       新材料,是相对于传统材料而言,主要是指具有优异性能的结构材料和具有特殊性能的功能材料。这种材料通常是新发展起来的,或者是正在发展的材料。这里的结构材料,主要是指在强度、韧性、硬度、弹性等方面优于传统材料,比如非晶态合金。这里具有特殊性能的功能材料,主要是指具有某些特殊的物理性能,比如精细陶瓷和光纤。

      与传统材料相比,新材料具有很多的优势,比如纳米材料。纳米粒子,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子。纳米粒子具有很多特殊的性能。纳米粒子具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。这就在一定程度上决定了,它与普通的粒子不同。纳米粒子的这些特性,会给大家带来不一样的使用体验。纳米粒子的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质,均具有与传统块体材料不同的优势。

       中国在航空发动机材料获得的重大突破。这里主要是指性能优异的结构材料。我们都知道,航空发动机的核心部件材料是镍基合金。航空发动机材料需要耐高温材料。我国在航空发动机领域所取得的这项突破,来自于南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队。陈教授团队所设计出来的这种新材料,是聚片双晶钛铝单晶。这种新材料的强度、塑性大大增强,它的耐高温能力更是达到900℃以上。陈教授团队所取得的这项突破,确实是为中国航空发动机的研究,做出了巨大的贡献。

       我们研究新材料的目的,就是为了改善传统材料中存在的不足,或者是现有材料不能实现的性能。这是我们所有材料研究者的共同愿望。

网友(2):

长期以来,我国战斗机所批评的是其发动机问题,无非是像依靠空气一样依赖俄罗斯发动机。事实上,有些词是基于的!发动机技术问题中国模仿国内J-11B战士2009年,这些飞机使用WS-10A引擎。为了使国内设备迅速成为军队,我们引进了许多俄罗斯AL-31F发动机。让我们难过的是,这些来自俄罗斯的发动机比我们的国内产品可靠得多。Al-31F不仅性能先进可靠,而且技术也非常成熟。在J-20的原型试飞过程中,它仍然是我国能拿出的最好的发动机。然而,根据媒体的最新消息,家用J-11 B已被家用发动机广泛取代。现在,据悉我们WS-10A终于可以应用战斗机J-20后不断发展。

与传统材料相比,新材料主要是指具有优异性能的结构材料和具有特殊性能的功能材料。这种材料通常是新开发或开发的。这里的结构材料主要是指它在强度、韧性、硬度、弹性等方面优于传统材料,如非晶合金。这里,具有特殊性能的功能材料主要是指一些特殊的物理性能,如精细陶瓷和光纤。

与传统材料相比,新材料具有纳米材料等诸多优点。纳米粒子通常是指尺寸在1到100nm之间的粒子。纳米粒子有许多特殊的性质。纳米粒子具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。这在一定程度上决定了它不同于普通粒子。纳米粒子的这些特性将带给你不同的体验。纳米颗粒的光学、热、电、磁、机械和化学性质都具有与传统散装材料不同的优势。

中国在飞机发动机材料方面的重大突破。这主要是指性能优异的结构材料。众所周知,航空发动机的核心部件材料是镍基合金。飞机发动机材料需要耐高温材料。我国在航空发动机领域取得的突破来自南京科技大学教育部工程研究中心陈光教授团队材料评估与设计。陈教授团队设计的新材料是多晶双晶钛铝单晶。这种新材料的强度和塑性大大增强,其耐高温性在900 ℃ 以上。陈教授的团队所取得的突破,确实是对中国航空发动机研究的巨大贡献。

我们研究新材料的目的是改善传统材料存在的缺点或现有材料无法达到的性能。这是我们所有材料研究者的共同愿望。

网友(3):

航空发动机研制难度极高,因为想要突破航空发动机,除了需要足够的冷加工实力外,热处理的材料技术同样不可或缺,而航空发动机的关键材料,已经被中国攻克并且成功领先全球,这款国产耐高温材料可以抵御900度高温!随着中国超高温涂层材料获重大突破,这对国产航发意义重大,从此美国别再想卡中国脖子!

图为航空发动机

航空发动机是飞机的心脏,不管是飞行中的动力还是电力,基本都需要由航空发动机提供,它是决定整架飞机性能的重要因素,同时也是飞机上研发难度最大的部件,目前全球范围内只有五常具备航空发动机的研发和生产能力,而中国虽然位列其中,但实际发动机生产能力和英国与美国等西方国家相比还是相对落后,然而这种情况在近期被打破了,这是因为中国研发出了能够抵御900度高温的发动机关键叶片。

为了追求飞机速度,人类研发出了喷气式发动机,而喷气发动机的原理也并不难理解,前端进气道进入的空气在经过压气机的逐级压缩之后进入燃烧室,和燃料混合之后燃烧膨胀,膨胀的气体继续向后移动的同时推动发动机叶片旋转,一方面为压气机提供动力,另一方面加速向后喷出为飞机提供动力,如果是大涵道比发动机,燃气膨胀还会推动最外层扇叶旋转推动空气后退,产生更大的推力,但不管是军用小涵道比发动机还是民用大涵道比发动机,其内部工作环境都是非常恶劣的,燃烧室温度经常可以超过1000度,而发动机叶片就需要在如此高温下保持高速旋转,对制造技术的要求之严格可想而知。

图为民用航空发动机

目前中国航空发动机叶片的主要制造材料是镍钛合金,然而这种合金只能承受650-750摄氏度之间的温度,如果温度继续提升,那么这些叶片在运行的过程中就会出现蠕变,大大影响发动机的工作效率,而为了解决这个问题,中国将目光投向了钛铝合金,这种合金相比起镍钛合金更轻,对发动机减重更加有利,在中国大力推动的973计划的资助下,中国南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授以及他率领的团队成功在这一领域取得了突破,研发出了聚片双晶钛铝单晶,或者说是PST钛铝合金,这种合金的强度和塑性相比起其前辈大大增加,同时耐热度也直接提升到了900摄氏度以上, 要知道普通钛铝合金叶片只要将耐热能力提升25-30度,就已经可以被称之为新一代产品,而陈光和他的团队直接将这一数字从750提升到了900度,完全可以称之为引领性的成果。

至于其实际应用效果,可以从美国GE公司上世纪研发出的,代号为4822的铝合金身上一窥一二,当时美国研发的这款铝合金耐热度仅为650℃-750℃,可是美国将其运用在发动机的最后两级低压涡轮叶片上后, 就取得了减重200磅,节省燃料达到20%,减少氮排放达到880%,还有效降低飞机噪音的巨大成效。

图为航空发动机

因此完全有理由相信,当中国团队的产品被应用在中国自己的发动机上时,取得的效果会比美国GE公司的这种材料更加强大,而这样的材料和叶片能够在中国的研究下诞生, 也是中国人的骄傲和中国强大科研能力的最佳证明。

网友(4):

新型钛铝合金,钛铝合金不仅有着自身质量小等优点,还有着强度大、塑性高,耐高温能力达到900℃以上等特点。

网友(5):

要提升航空发动机的性能,就要求材料在高温条件下有很好的性能。
西工大的材料,培养出了国家最高科技奖获得者师昌绪院士,浙大原校长杨卫院士等多名院士。清北能比吗?复交能比吗?西交大哈工大华科北航能比吗?都不能。
有志于成长为顶尖材料科学家,为我国航空发动机的发展,为其它工业的发展做出重大贡献的顶级学霸报考西工大是很明智的选择!