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航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為飛機(jī)的心臟，其核心部件葉片的承溫能力直接決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。近日，南京理工大學(xué)召開新聞發(fā)布會(huì)，該校陳光教授團(tuán)隊(duì)研制的新型鈦鋁合金承溫能力能夠達(dá)到900℃以上，比現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件材料的耐高溫能力提高150℃-250℃以上。6月20日，國(guó)際頂級(jí)期刊《自然材料》在線發(fā)表了其相關(guān)成果。發(fā)布會(huì)上專家介紹，目前制成我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件葉片的材料是鎳基合金，其耐高溫能力在650℃-750℃，溫度一旦更高，材料就會(huì)“蠕變”即慢慢發(fā)生變形。
相比鎳基合金，鈦鋁合金不僅有著自身質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)，還有著強(qiáng)度大、塑性高等特點(diǎn)。
據(jù)了解，南京理工大學(xué)材料評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)教育部工程研究中心陳光教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)家973計(jì)劃等資助下，設(shè)計(jì)出鈦鋁合金家族的新成員“聚片雙晶鈦鋁單晶”(PST鈦鋁單晶)，不僅使其強(qiáng)度、塑性大大增強(qiáng)，其耐高溫能力更是達(dá)到900℃以上。
專家介紹，美國(guó)GE公司曾經(jīng)研制出一種代號(hào)為“4822”、耐高溫能力在650℃-750℃的鈦鋁合金，替代鎳基高溫合金，僅僅制造了一款發(fā)動(dòng)機(jī)的最后兩級(jí)低壓渦輪葉片，就使得單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)減重約200磅，節(jié)油20%，氮化物排放量減少80%，噪音顯著降低，用于波音787飛機(jī)，2007年試飛成功，2009年正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，成為當(dāng)時(shí)航空與材料領(lǐng)域轟動(dòng)性的進(jìn)展。
“我們的材料一旦應(yīng)用到整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片上，對(duì)于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的減重、降噪、節(jié)油等作用，將更加顯著。”陳光說。
“通常鎳基單晶高溫合金的承溫能力每提高25℃-30℃，即為一代新合金。”前來參加發(fā)布會(huì)的北京航空材料研究院曹春曉院士說，陳光教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明的這一新材料，一下將承溫能力提高了150℃-250℃以上，是重大突破，屬于我國(guó)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性的科技成果，“這項(xiàng)關(guān)鍵材料技術(shù)誕生于我國(guó)，是我們國(guó)家和民族的驕傲與自豪!不僅對(duì)我國(guó)的航空航天事業(yè)的發(fā)展具有重大價(jià)值，有助于中國(guó)飛機(jī)有一顆更強(qiáng)的‘中國(guó)心’,也必將對(duì)維護(hù)世界和平、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展起到積極作用。”
為縮短我國(guó)與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，我國(guó)已將航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)列為“重大科技項(xiàng)目”，并于2016年3月正式成立了“中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限公司”。
長(zhǎng)期從事高溫結(jié)構(gòu)材料研究的中國(guó)科學(xué)院金屬研究所袁超研究員認(rèn)為，接下來，南理工應(yīng)盡快完成該合金全面性能測(cè)試，真正應(yīng)用于我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片制造。（來源：南京晨報(bào)）
