当今的涡轮风扇航天发动机，一直难以突破的瓶颈就是发动机涡轮前的进口温度，进口温度越高，发动机的推力也就越大，而这对发动机内涡轮叶片和燃烧室的抗高温性能有很高要求，其抗高温的涡轮叶片材料研制就是一种有效的途径。铼，是被发现最晚的天然元素，全球已探明的储量仅2500吨，价格更是达到白金的价位，它能保持在1700度的航空发动机火焰中不被融化，因此几十年来一直被作为涡轮的制作材料，但是这样的金属是非常稀缺的。

出品|国器

制造发动机的关键材料“铼”非常稀缺

从上世纪美国F22战机所使用的F119涡扇发动机，其涡轮进口温度就就已经高达1650度，但随后的十年，美国F35战机发动机的进口温度也在1600度徘徊。虽然美国坐拥全世界最大的铼市场，80%的铼都被用于制造航空发动机，即使美国已经将发动机铼含量提高到6%，但是还是因为铼资源稀缺难以量产，何况是中国，以美国为首的西方国家把控着全球的铼市场，对中国铼资源的进口采取着严格的限制。于是，寻求航空发动机材料的新途径对中国是迫在眉睫的。

高温热障涂层的研发成为发动机突破的关键口

在目前航空发动机的研发中，在金属表面添加抗热涂层就是提高涡轮进口温度的有效途径，来自昆明理工大学的材料研究团队就研发出一种新型陶瓷热障涂层，如果经过后期的完善和验证通过，有望使我国的航空发动机进口温度达到1600度到1800度的范围，打破国际上的最高使用温度，届时国产发动机的推力将会大大提升一个台阶。如果运用到国产的涡扇—15航空发动机上，在结合五代单晶高温合金配合使用，新一代国产发动机的性能将必定有一次质的飞跃。

我国新型涂层将打破国际最高温度

我国的热障涂层起步晚，仍然与国际有一定的差距。美国从上世纪50年代就开始了热障涂层的研究，并在70年代后成功应用。而我国的热障涂层研究起步仅靠从乌克兰，俄罗斯引进的设备，其应用更是晚到2000年后，但是经过近10几年的研发，我国已经基本能成熟研发涂层材料并加以应用。传统涡轮发动机的热障涂层大都采用氧化锆陶瓷，在涡轮上涂上一层氧化锆，可以使其承受的温度增加100度左右。未来航空发动机的温度将会朝着2000度的关口突破，于是新型热障的研究也被各国提上日程，中国自然也是如此。

新材料研究团队全球仅中国一家

此次我国团队研发的新型稀土钽酸盐陶瓷热障涂层，其最高承受温度可达1800度，相比于氧化锆降低表层温度100度，它可降低近200度，其抗热性能更加明显，使用寿命也大大增加。在全世界范围内，该涂层的研究团队仅中国一个，从发现到最后的应用体系也全部由中国建立，拥有完全的自主知识产权。目前，该涂层已经在航天领域开始试用，随着国内各团队的联合攻关，其最后的应用也将到来，中国的热障涂层技术也将在国际上占据一席之地。