第六代航空发动机有望了？中国率先攻克铌合金！开启太空制造时代

好消息，中国率先攻克了铌合金技术，这也就意味着，发动机卡脖子问题即将解决，甚至还有望造出第六代航空发动机。

中国航发“心脏病”顽疾

香港《南华早报》称，这三年多以来，中国航天员一直在天宫空间站开展一项秘密实验，这个实验近期已经有了结果。根据太空得出的实验数据，科学家进行分析后发现已经首次制造出了符合工业应用要求的“铌合金”，这一突破或许将彻底治愈中国航发的“心脏病”顽疾！

众所周知，航空发动机一直是中国航空发展中的一个“心病，航发不仅是工业中技术难度最大、要求最为严苛的部件，也是国家安全与科技进步的重要标志。而这其中，“高温合金”以其独特的地位，成为了决定航发性能的关键因素。

航空发动机最重要的就是高压涡轮，目前的涡轮转速每分钟可达1万转以上，产生的温度高达1800℃，普通材料根本承受不住。所以，中国在研发新型战斗机之初，发动机常常都要靠进口，比如歼-11B、歼-10C、歼-15这些战斗机，一开始都是用的俄制发动机。就连歼-20早期安装的发动机也是俄制AL-31F，被军迷称为“三姨夫”。

虽说目前国产战机已经实现了自主化，而铌合金的出现，将会让其性能更上一层楼，且军事和高端制造领域也会占据巨大的优势。

航发“卡脖子”问题将解决

据报道，由铌合金制成的涡扇发动机叶片能够承受超过1700℃的高温，这种材料比目前常用的镍或者钛合金更轻，且在高温下的抗压强度是它们的三倍之多。所以说，用这种材料制成的发动机，将能突破现有技术无法实现的速度和运行速率。

目前，根据基体元素的不同，高温合金可以划分为铁基、镍基和钴基三大类别。其中，铁基高温合金是最弱的，很少在航空发动机里使用，钴基高温合金在航空发动机里属于选择性使用，而镍基高温合金由于其出色的综合性能被广泛适用于航空发动机。

比如，美国被誉为“一代神发”的F-119发动机，主要就是其涡轮叶片能承受高达1700℃温度下，仍能保持其稳定性能的原因。而承受高温的关键，就是采用了铼合金。徕的熔点足足有着3186℃，有了它，发动机也相当于有了一大助力。

不过，铼资源在全世界都很短缺，全球铼储量仅有2500吨，中国已探明的储量还不到300吨，这无疑会对未来发动机的发展带来严重的制约。但铌就不一样了，全球可开采的铌储量有着400万吨。中国铌矿资源储量虽说仅占全球0.4%左右，但换算出来也有着8.6万吨，比铼要多得多。

所以一旦铌合金能实现大规模量产，那燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘等利用高温合金制造的核心部件，也能够更加高效稳定的运行，还能顺便解决“卡脖子”的问题。像六代航发提出的“旋转抱震发动机”，未来得到应用后，想必性能也会大放异彩。

参考文献：
[1] 赵猛.铌合金表面高温抗氧化涂层及其性能研究[D].东北大学,2010.
[2] 肖来荣,易丹青,殷磊,等.铌及铌合金高温涂层研究进展[J].材料导报,
[3] 微重力环境优势独特 中国空间站超高温合金材料研究获新进展——光明日报
[4] 刘大响,LIU,Da-xiang,等.一代新材料,一代新型发动机:航空发动机的发展趋势及其对材料的需求[J].材料工程, 2017.