有人说，2024年12月26日具有划时代的意义。一则关于疑似我国六代机技术在成都和东北首飞的视频曝光，预示着中国新型号战机研发迎来新突破。而从媒体传出的视频可以看出，这款新型机确实是三发设计，也就是3个发动机，其中旁边2应该是我国最新款的涡扇发动机。

据悉，这种新型战机及其发动机的研制和成功应用，同一种叫陶瓷基复合材料是分不开的，它们之间有何联系？陶瓷基复合材料又是怎样影响飞机的下面我们一起揭秘。

陶瓷基复合材料为何物？

陶瓷基复合材料，顾名思义，是以陶瓷材料为基体，与一种或多种其他材料复合而成的新型材料。常见的陶瓷基体材料包括氮化硅（Si₃N₄）、碳化硅（SiC）等高温结构陶瓷，这些陶瓷基体具有高硬度、耐高温、化学稳定性好等特点。例如，一些陶瓷基复合材料可以耐受高达1450°C甚至1650°C的高温，而重量相对较轻，且具备优异的抗腐蚀性能。

然而，传统陶瓷材料的脆性限制了其应用范围。为了克服这一弱点，科学家们通过加入高强度、高弹性的纤维（如碳纤维、碳化硅纤维等）与陶瓷基体复合，而这些纤维能阻止裂纹的扩展，使得复合材料在承受高应力时不易断裂，显著提高了材料的韧性和可靠性。

另外，陶瓷基复合材料的制备工艺多样，包括化学气相渗透法（CVI）、聚合物浸渍裂解工艺（PIP）、熔体浸渗工艺（RMI）等。这些工艺使得陶瓷基复合材料在保持高性能的同时，能够满足不同应用场景的需求。

六代机发动机核心组成，为啥缺不了陶瓷基复合材料？

也许有人会问，研制六代机发动机，为什么往往就离不开这种陶瓷基复合材料？其实，要解开这个谜团，就要首先了解，什么是六代机，简单来讲，军事上讲的六代机即是对比目前各国的第五代战机而言的，它不仅要求具备更强的隐身能力、超音速巡航能力，还需要在发动机性能上实现质的飞跃。而陶瓷基复合材料，能作为六代机发动机核心组成中不可或缺的关键材料。主要原因有三个：

一方面，六代机机身对于高温性能的更高需求，因为六代机预计将远超现有的五代机2马赫的速度，速度的提升也就意味着发动机需要承受更高的温度和压力。传统的金属材料在高温下容易软化、变形，无法满足六代机发动机的高温性能需求。而陶瓷基复合材料则能在极端高温下保持优异的力学性能和化学稳定性，是打造六代机高温压气机和涡轮叶片的理想材料。

相关实验数据也佐证了这一观点，碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基（SiC/SiC）复合材料可在1316°C至1450°C的高温环境下保持其理化特性不退化。这一特性使得该材料成为航空发动机热端部件（如高压涡轮、喷嘴和叶片）的首选。美国航空发动机的高压涡轮、喷嘴和叶片已经采用了陶瓷基复合材料，显著提高了发动机的性能。

另一方面，航空发动机的推重比是衡量其性能的重要指标之一。推重比越高，意味着发动机在相同重量下能够产生更大的推力，从而提高飞机的机动性和续航能力。陶瓷基复合材料由于具有低密度、高强度的特点，能够显著降低发动机的重量，同时保持或提高发动机的推力。因此，采用陶瓷基复合材料的发动机在推重比方面具有显著优势，这在一些国家的新型战机试飞结果中也曾得到过验证。

此外，陶瓷基复合材料具有显著的稳定特性，这也是它能成为新一代战机不可或缺的材料组成的重要因素。要知道，航空发动机的工作环境极其恶劣，需要承受高压、高速气流和复杂应力等多种极端条件的考验。因此，发动机部件的耐久性和可靠性至关重要，而这种材料往往有着很好的抗腐蚀性能以及良好的韧性，使战机的动力系统能长时间处于安全状态，极大减少事故发生的概率。 

陶瓷基复合材料突破，预示新型号战机将有重大进展

近年来，我国在陶瓷基复合材料的研发和应用方面取得了显著进展。早在2022年，西工大有关团队成功进行了有关陶瓷基复合材料整体涡轮叶盘的飞行试验，验证了该材料在航空发动机上的可行性，科学家们还根据现实复杂环境下对材料的脆性、加工难度等进行了优化，以让其更好适配新型号战机的研发需要。

正是在这些技术的进步下，我国的新型战机乃至航空发动机将聚类更高的耐高温性能、更强的机械强度和更轻的重量，最终也将使得新发动机在功率、推重比和耐久性方面实现质的飞跃。

为此，飞机就可以搭载更多的武器和燃料，提高作战半径和持续作战能力。同时，更强的发动机性能将使得飞机在空战中占据优势地位，提高生存能力和作战效能。

陶瓷基复合材料的突破预示着我国新型号战机（如六代机）的研发将取得重大进展。这一进展不仅将提升我国航空工业的整体实力和国际竞争力，还将为全球航空技术的发展注入新的活力和动力。

分享

微信分享 复制链接

微信扫一扫分享

收藏