中国航空发动机,终于有了“壮骨粉”

中国航空发动机,终于有了壮骨粉 铼(li),素有航空发动机的壮骨粉之称。 缺了它,航空发动机的性能和寿命都要大打折扣。此外,航天和导弹也离不开它。 由于欧美长期对华实行技 ...

中国航空发动机,终于有了“壮骨粉”

铼(lái),素有“航空发动机的壮骨粉”之称。

缺了它,航空发动机的性能和寿命都要大打折扣。此外,航天和导弹也离不开它。

由于欧美长期对华实行技术封锁,“铼”成为长期作为掣肘我国航空发动机研发的瓶颈问题。

现在,依托对铼的勘探发掘和含铼高温合金技术的使用,中国企业已经能够生产出航天发动机中最关键的部位——铼镍合金单晶叶片。

这无疑是给国产航空发动机打了一剂“强心剂”!

西方分析人士认为:如果中国把铼运用到航空发动机领域,并取得技术突破,就会打破美欧对该领域技术的垄断。

文| 李浩然

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厉害的铼闪亮登场!

如果说,航空发动机是现代工业的“皇冠”,那么,涡轮叶片无疑就是“皇冠上的明珠”。

涡轮叶片处于航空发动机中温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位,是航空产品的第一关键零件。

以F-22的发动机F-119为例,其直径仅1.168米,却需要提供15.6吨的推力。

在飞行中,其涡轮和风扇除了承受极大的压力,还需忍受高温的熬煎。在飞机高速飞行时,F-119的发动机涡轮前温度可高达1977K(约1700摄氏度)。

因此,选择合适的材料来制造涡轮叶片至关重要。

在早期的涡轮喷气发动机时代,涡轮前温度较低,高温镍合金(能够承受1000℃左右高温)是可以对付的。

但是,到了涡扇发动机时代,在燃油利用率和推重比大幅提高的同时,涡轮前温度也更高了。

高温镍合金根本扛不住,叶片发生了蠕变。

涡扇发动机

注:蠕变,指发动机叶片承受不住高温和压力发生变形。这会带来很严重的后果,比如涡轮叶片发生断裂、叶片飞出损伤机匣等,危及飞机安全。

研发出具备高耐热性和高抗变形性的涡轮叶片,成为摆在各国研发人员面前的重要问题。

这时候,铼,登场了!

铼究竟是一种什么样的金属呢?

1869年,门捷列夫发表了世界上第一份元素周期表。1871年,这老爷子提出,在锰副族中,会有尚未发现但却一定存在的元素。

这个元素就是铼。 

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫

铼作为最后一个被人类发现的稳定元素,直到1925年才被发现。

这种“千呼万唤始出来”的金属非常厉害:

*熔点高达3180摄氏度,仅次于目前自然界最难熔化的钨(3410摄氏度)。

*沸点高达5596摄氏度,在整个元素周期表里独占鳌头。

*耐腐蚀,强酸和强碱遇到铼只能无可奈何。

把浓盐酸和浓硝酸按3:1的体积比混合,就制成了能够溶解黄金和白金(铂)的王水。但是,在常温常压下,王水对铼毫无作用!

 
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