中國(guó)粉體網(wǎng)訊 飛天巡洋，動(dòng)力先行。作為航天器“心臟”的發(fā)動(dòng)機(jī)，在航空航天科技的發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵性作用。發(fā)動(dòng)機(jī)是復(fù)雜而精密的高端戰(zhàn)略裝備，但是能同時(shí)滿足耐高溫、性能穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命使用要求的材料體系非常有限。
現(xiàn)階段，航天發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、渦輪等高溫結(jié)構(gòu)的材料仍以高溫合金為主。經(jīng)過(guò)40多年發(fā)展，以單晶合金為代表的金屬材料耐溫能力大幅提高，但仍與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度相差較大，而且在新一代發(fā)動(dòng)機(jī)中，差距逐漸增大。
陶瓷材料作為一種輕質(zhì)、高性能的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料在高溫領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，優(yōu)異的高溫性能使其可替代高溫合金材料成為在航天發(fā)動(dòng)機(jī)上特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)上使用的候選材料之一。
據(jù)俄羅斯《消息報(bào)》網(wǎng)站18日?qǐng)?bào)道，俄羅斯工程師在世界上首次開發(fā)出了用陶瓷制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)比金屬發(fā)動(dòng)機(jī)更耐高溫，因而效率更高。
報(bào)道稱，因?yàn)樘沾刹牧厦芏雀停@將使火箭能夠在使用更少燃料的情況下將更多的貨物送入軌道。開發(fā)人員認(rèn)為，現(xiàn)在可以用陶瓷制造用于能源行業(yè)的各種熱力機(jī)器的渦輪機(jī)。
報(bào)道表示，工程師們學(xué)會(huì)了如何將陶瓷零部件拼接為一個(gè)整體。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)之一是所謂的有效效率。它顯示了系統(tǒng)在能量轉(zhuǎn)換方面的效率，有效效率越高，就意味著越節(jié)能。
Ekipo公司負(fù)責(zé)開發(fā)陶瓷粘合技術(shù)的項(xiàng)目經(jīng)理捷姆金說(shuō)：“我們做了一個(gè)手掌大小的發(fā)動(dòng)機(jī)樣品。這東西看上去沒有什么不尋常之處，但現(xiàn)在世界上還沒有人能制造出這樣的引擎。我們學(xué)會(huì)了如何拼接陶瓷，使接縫不明顯，其強(qiáng)度完全不遜色于一體成型材料。”
研發(fā)人員稱，如果用陶瓷制造渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其效率將比合金發(fā)動(dòng)機(jī)提高15%以上。
測(cè)試表明，采用新技術(shù)制造的陶瓷產(chǎn)品可以有效抵御液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生的所謂熱沖擊，也就是在一秒半的時(shí)間內(nèi)從室溫到近2000℃的溫差。測(cè)試報(bào)告顯示，發(fā)動(dòng)機(jī)樣品經(jīng)受住了120多次這樣的熱沖擊。專家指出，陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)不僅適用于太空。在電力機(jī)械制造中，它也能派上用場(chǎng)，比如用于便攜式發(fā)電站。
參考來(lái)源：
[1]參考消息網(wǎng)
[2]楊金華.航空發(fā)動(dòng)機(jī)用陶瓷基復(fù)合材料研究進(jìn)展
