博一建材讯：现代军用飞机的战术机动性、短距起飞、超音速巡航等优异作战性能在很大程度上依赖于先进的高推重比航空发动机的应用，而高推重比航空发动机的发展在很大程度上取决于高性能航空发动机材料的开发。随着航空发动机推重比的不断提高，压气机出口温度不断升高，对开发耐更高温度的新型航空发动机材料提出了迫切需求。美国国防部在“综合高性能涡轮发动机技术”计划中提出了高推重比、高性能发动机要达到结构质量减轻50%，推重比提高100%的发展目标，而材料和制造技术对实现这一目标的贡献率为50%～70%。
从现有研究成果看，SiC连续纤维增强钛基复合材料具有高比强度，高比刚度，良好的耐高温及抗蠕变、抗疲劳性能，是适用于700～900℃的理想的航空发动机用轻质耐高温结构材料。在新一代高推重比航空发动机上，利用SiCf/Ti复合材料制造整体叶环代替压气机盘和叶片，可使质量减轻效果达70%，从而大幅度提高发动机的推重比。
目前，美国、英国等航空发动机工业强国均在大力开展SiC/Ti复合材料的研究。美国的“综合高性能涡轮发动机技术”计划以SiCf/Ti复合材料的研究工作为重点，美国空军还发起了SiCf/Ti复合材料的专项发展计划，凸显了该材料在未来高推重比航空发动机上的重要性。早在1972年，美国AVCO公司就开始了抗拉强度超过3GPa的SiC纤维的商品化生产，这种早期的纤维利用直径为12.5μm的钨丝作为基芯材料，但是由于钨丝和SiC会反应生成W2C和W5Si3，导致其高温下强度剧烈下降，后来采用碳芯作为芯材，不仅提供给SiC较好的热机械稳定性，而且具有更轻质、强度更高的特性。近几年，国外SiC/Ti复合材料的研发取得了重要突破。美国的SCS-6SiC/Ti-15-3材料在室温下最大载荷达到1241MPa时，疲劳循环周次达到51077次；德国研制的SCS-6/IMI834的抗拉强度达2300MPa，模量达220GPa，而且具有极为优异的热稳定性，在700℃温度下暴露2000小时后力学性能不降低。
SiCf/Ti复合材料在航空发动机上的典型应用是叶环类和轴类零件。Rolls-Royce公司制备的SiC/Ti叶环质量减少37%，使用温度提高10%，转速提高15%。GE公司研制的SiCf/Ti复合材料低压涡轮轴，通过SiC纤维沿轴向呈45°缠绕，可使低压涡轮轴承受非常高的扭矩，以此代替钢制涡轮轴，可以大幅度降低结构质量。
总之，现有研究成果表明，SiCf/T复合材料已成为新一代高推重比航空发动机研制的关键新型材料，国外已经完成了此类材料研制、应用研究与零部件试验考核等大量研究工作，很快将在下一代新型航空发动机上获得应用，而我国在这方面的研发现状与国外尚存在较大差距，SiCf/Ti复合材料还处于实验室研究阶段，高性能SiC纤维还不能批量生产，急需要加快研发步伐，迎头赶上国际先进水平，为我国建设和保持强大的航空国防力量提供保证。
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