陶瓷基復合材料發(fā)展前景大 2022陶瓷基復合材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

• 2022年1月10日 WuYaNan來源：互聯(lián)網(wǎng) 1335 87
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陶瓷基復合材料可應用在航空發(fā)動機、航天發(fā)動機、飛行器防熱結(jié)構(gòu)、太空輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、剎車制動、核能、光伏電子等多個領域，當前主要應用在航空航天領域，生產(chǎn)發(fā)動機燃燒室內(nèi)襯、噴口導流葉片等產(chǎn)品。

陶瓷基復合材料發(fā)展前景大 2022陶瓷基復合材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

近日，國產(chǎn)航空發(fā)動機就傳來好消息。西北工業(yè)大學研制的國產(chǎn)陶瓷基復合材料整體渦輪盤成功完成首次空中驗證。一般認為當發(fā)動機推得比達到或者超過15的時候，就需要采用陶瓷基復合材料這樣的先進材料確保發(fā)動機性能達標。陶瓷基復合材料是未來航空發(fā)動機最有前景的材料之一，是提高航空發(fā)動機性能的關鍵材料。

陶瓷基復合材料(CMC)指的是在SiC陶瓷基體中引入SiC纖維形成的增強材料，其彌補了陶瓷材料的缺陷，具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、抗沖擊等性能，目前市場中應用需求較高的陶瓷基復合材料主要有碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基(SiC/SiC)和碳纖維增強碳化硅陶瓷基(C/SiC)復合材料，其中前者應用更為廣泛。利用陶瓷基復合材料制成的高溫渦輪可以提高渦輪前溫度，增加發(fā)動機推力。由于燃料室溫度更度，燃料燃料更加充分，能量施放更多，也有利于降低油耗。

陶瓷基復合材料可應用在航空發(fā)動機、航天發(fā)動機、飛行器防熱結(jié)構(gòu)、太空輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、剎車制動、核能、光伏電子等多個領域，當前主要應用在航空航天領域，生產(chǎn)發(fā)動機燃燒室內(nèi)襯、噴口導流葉片等產(chǎn)品。

《第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要(草案)》發(fā)布，有兩個重點：一個是軍備列裝換代加速，一個是關鍵技術的研發(fā)突破。軍工新材料在近三年的業(yè)績增速可以得出，新材料、信息化、航空三個細分領域增長最快。

軍工新材料是新一代武器裝備的物質(zhì)基礎，也是軍用高技術的重要組成部分。軍工材料種類較多，包括高強鋼、鈦合金、高溫合金等金屬材料以及碳纖維復合材料、石英纖維、無機碳材料等非金屬材料，根據(jù)國家發(fā)改委印發(fā)的《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》顯示，鈦合金、碳纖維復合材料和高溫合金三個品種入選軍工新材料。

航空發(fā)動機技術人員認為發(fā)動機渦輪前溫度提高100度，發(fā)動機推力可以提高20%左右，可以說效果顯著。根據(jù)業(yè)內(nèi)人士預測，第6代戰(zhàn)斗機采用的高推重比發(fā)動機渦輪前溫度將會突破2000度，這樣就對高溫渦輪提出了更高的要求。制造耐溫度能力更強、重量更輕、使用壽命更高的高溫渦輪就成為第6戰(zhàn)斗機發(fā)動機瓶頸，而陶瓷基復合材料就是制造這種高溫渦輪的關鍵材料。

“十四五”期間，隨著軍費支出水平提升，以及國家對武器裝備更新的重視度提升，武器裝備升級將是大勢所趨，軍工新材料作為新一代武器裝備的物質(zhì)基礎，其市場需求也將不斷釋放。目現(xiàn)代航空發(fā)動機是集機械、材料、空氣動力、電子等領域技術于一身的技術密集型產(chǎn)品，需要長期艱苦攻關。前陶瓷基復合材料已經(jīng)在現(xiàn)代航空發(fā)動機上得到運用，主要集中在密封和隔熱領域，正在向核心機擴展。

在全球中，美國和日本等國家在陶瓷基復合材料領域布局時間較早，擁有技術優(yōu)勢，產(chǎn)品成熟度較高。美國GE、法國SNECMA公司等均在該領域具有競爭優(yōu)勢。我國在陶瓷基復合材料研究方面起步較晚，目前研究多以校企合作和企業(yè)合作進行，主要有航天材料及工藝研究所、國防科技大學、西北工業(yè)大學、北京航空材料研究院等?？傮w來看，我國陶瓷基復合材料產(chǎn)業(yè)化和應用方面較發(fā)達國家存在明顯差距，未來國內(nèi)陶瓷復合材料市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/strong>

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