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航空發(fā)動機被譽為飛機的心臟，其核心部件葉片的承溫能力直接決定著發(fā)動機的性能。近日，南京理工大學(xué)召開新聞發(fā)布會，該校陳光教授團隊研制的新型鈦鋁合金承溫能力能夠達到900℃以上，比現(xiàn)有發(fā)動機核心部件材料的耐高溫能力提高150℃-250℃以上。6月20日，國際頂級期刊《自然材料》在線發(fā)表了其相關(guān)成果。發(fā)布會上專家介紹，目前制成我國航空發(fā)動機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“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，還有著強度大、塑性高等特點。
據(jù)了解，南京理工大學(xué)材料評價與設(shè)計教育部工程研究中心陳光教授團隊在國家973計劃等資助下，設(shè)計出鈦鋁合金家族的新成員“聚片雙晶鈦鋁單晶”(PST鈦鋁單晶)，不僅使其強度、塑性大大增強，其耐高溫能力更是達到900℃以上。
專家介紹，美國GE公司曾經(jīng)研制出一種代號為“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)動機的最后兩級低壓渦輪葉片，就使得單臺發(fā)動機減重約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，2007年試飛成功，2009年正式投入商業(yè)運營，成為當(dāng)時航空與材料領(lǐng)域轟動性的進展。
“我們的材料一旦應(yīng)用到整個發(fā)動機的葉片上，對于飛機發(fā)動機的減重、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)布會的北京航空材料研究院曹春曉院士說，陳光教授團隊發(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，屬于我國原創(chuàng)性、引領(lǐng)性的科技成果，“這項關(guān)鍵材料技術(shù)誕生于我國，是我們國家和民族的驕傲與自豪!不僅對我國的航空航天事業(yè)的發(fā)展具有重大價值，有助于中國飛機有一顆更強的‘中國心’,也必將對維護世界和平、促進社會發(fā)展起到積極作用。”
為縮短我國與歐美發(fā)達國家的差距，我國已將航空發(fā)動機和燃氣輪機列為“重大科技項目”，并于2016年3月正式成立了“中國航空發(fā)動機集團有限公司”。
長期從事高溫結(jié)構(gòu)材料研究的中國科學(xué)院金屬研究所袁超研究員認為，接下來，南理工應(yīng)盡快完成該合金全面性能測試，真正應(yīng)用于我國航空發(fā)動機的葉片制造。（來源：南京晨報）
