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【热点聚焦】IHI公司开发出耐1400℃高温的陶瓷基复合材料,可经受长达400小时腐蚀测试

根据日刊工業新聞于03月14日发布的最新消息显示:IHI与新能源与产业技术综合开发机构(NEDO)开发出了一种可以承受1400℃的陶瓷复合材料(CMC)技术即使飞机发动机在飞行过程中吸入沙子或火山灰,涡轮机也不易受到腐蚀

经过相关的测试表明,该种陶瓷基复合材料即使在1400摄氏度下进行400小时的腐蚀测试后,腐蚀反应也仅停留在最外表面,材料强度的下降程度被控制在20%以下随着结构件的耐高温性的提高,飞机发动机的燃油效率有望也随之提高

当火山灰被吸入发动机时,钙、镁、铝和硅的氧化物在高温下熔,加速 对陶瓷基复合材料的侵蚀这种陶瓷基复合材料也受到环境屏障层 (EBC) 的保护。在热力学计算中优化EBC组成并在CMC上熔射成膜进行实验时,它经受住了1400摄氏度下400小时的腐蚀测试。

与之对比,以往的材料3小时内就会遭到严重破坏。与此同时,在模拟实际发动机环境的耐久性测试中,这种性能优异的陶瓷基复合材料即使经过100小时,也几乎没有观察到剥离或变薄。

这种陶瓷基复合材料是使用碳化硅(SiC)纤维来增强的,通过提高碳化硅纤维的织造规格,从而大大抑制了陶瓷基复合材料内部的缺陷结构。将稀土硅氧化物浸渍到织物中,然后将具有共晶点组成的氧化物熔化并浸渍,其结果是形成了具有优异耐热性和耐水蒸气氧化性的氧化物基体。

该项研究成果是 NEDO 下一代复合材料创造和成型技术开发项目的一部分。由于陶瓷基复合材料的重量约为耐热合金的三分之一,因此可以同时实现耐热性和轻量化。1300度C级的陶瓷基复合材料可以用于飞机发动机。

关于IHI公司

IHI公司是日本一家有着上百年悠久历史的的公司,其业务主要包括四大板块:1)资源、能源、环境业务领域;2)社会基础设施和海上设施业务领域;3)、工业系统及通用机械业务领域以及4)、航空航天业务领域。

在航空航天业务领域,IHI集团承担着日本喷气式引擎约七成的生产。在民用航空引擎业务方面,参与国际共同开发项目,开发并供应引擎模块和零部件。在引擎优化方面,作为亚太区主要基地广受好评,还将继续推动环保型新生代引擎的研究开发。

PW1100G-JM涡扇引擎(内装Airbus A320neo)

IHI集团从初期开始就持续参加日本宇宙开发,以引以为豪的最尖端技术为基础,生产并开发火箭引擎的心脏部位、涡轮泵和燃气喷气装置等产品。2000年,与在固体燃料火箭方面拥有傲人业绩的日产汽车宇宙航空事业部整合,业务范围进一步扩张。在宇宙空间站的建设方面,参与日本实验楼“希望”的船外实验平台等项目,在开发及生产中发挥了重要作用。同时,在宇宙环境利用方面,也为各国际联合实验供应主要的实验系统。

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