航空發動機的核心：高溫渦輪材料的發展

在航空發動機領域中，有著一代高溫渦輪一代發動機的說法。每一次高溫渦輪材料的提升伴隨的是航空發動機的性能提升。而高溫渦輪隨著溫度的提高後其製造難度也欲加困難。航空發動機本身的原理很簡單，難的是航空發動機的材料與加工工藝。

航空發動機的渦輪為向難以生產，就是要有耐高溫、抗蠕變、力學性能好、抗氧化、抗疲勞、耐腐蝕等特點，其中耐高溫是渦輪材料中最重要的一項，現在的高溫渦輪材料的熔點達1700攝氏度，而鐵的熔點僅為1200度。抗蠕變是指材料會熱脹冷縮，而抗蠕變則材料在保持恆溫、恆載下不會改變結構。力學性能好指材料在不同環境下承受拉伸、壓縮、彎曲、扭轉下的力學特徵。

噴氣式發動機的原理早在第二次世界大戰前便已經研製出來，但是並沒有合格的材料製造，直到二戰中德國利用含鉻12%、鎂18%、鐵70%的新型合金來製造渦輪材料。但是第一代高溫渦輪材料的發展還是由英國研製出的鎳基高溫合金材料，鎳基合金是以鎳為基體在650~1000攝氏度內具有較高強度、抗氧化的合金。從鎳基合金髮展的40年中，工作溫度從700攝氏度提升至1100攝氏度。

在上世界70年代，美國研製了第一代單晶葉片材料，其工作溫度達1400攝氏度，之後又發展了三代單晶葉片，以F22戰機上用的F119發動機論，F119發動機用的單晶葉片工作溫度達1677攝氏度，而我國的渦扇10B用的是DD3單晶葉片，工作溫度為1450攝氏度，而F35戰機上使用的單晶葉片工作溫度達1950攝氏度。

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