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日本这次看傻眼了,前脚刚给中国航发材料判死刑,后脚中方材料团队硬刚出手,当面换了打法,一口气打破50年封锁,“黑黄金”纤维横空出世,如今的日本这才发现,不仅补上最关键的短板,还顺势抛出一个更狠现实。
“中方20年也搞不出第三代碳化硅纤维!”,做出这种判断的,是日本学者,说实话,人家这么说并非没有一点道理,毕竟过去很长一段时间,我们在航空发动机领域始终没有办法取得突破,相关的关键材料也被别人攥在手里。
但是近期,湖南一家公司推出了他们研发的新材料,直接把日本学者的论断彻底撕碎,这就是被誉为“黑黄金”的碳化硅纤维,在过去长达50年的时间里,西方可以每时每刻对我们封锁这样一种材料,但现在,一切都不一样了。
有了高品质的碳化硅纤维,中方的航空发动机研发将获得实质性突破,我们的战机将飞得更快更远,包括民航大飞机、各类高超音速飞行器,都将拥有国产的高品质航空发动机。
这种纤维究竟有什么神奇之处?简单说,要想制造性能优异的航空发动机,就必须拥有耐高温的材料,发动机工作时,燃烧室的温度能飙到1650度,和火山岩浆差不多,而涡轮叶片、燃烧室这些核心热端部件,就要在这种极端高温环境下持续非常快速地旋转工作。
以前我们用的是镍基高温合金,这样一种材料有个致命短板,最多能承受1200度的高温,一旦超过这个极限,整个材料就会软得像被烤化的塑料,而碳化硅纤维增强的陶瓷基复合材料,则可完全适应航空发动机的超高温环境。
这种关键材料的制造技术一直都由美国和日本掌握,他们对中方实施严密的技术封锁,所有的生产设备、工艺参数绝不会向我们透露,更有甚者,动辄还会对我们直接禁售,高端产品的价格比黄金还贵三倍,就算是低端产品,也得看人家的脸色。
“巧妇难为无米之炊”,没有合适的材料,我们无论是研发还是制造航空发动机,都会受到限制,不在这一领域实现突破,中国的航空发动机就难以完全自主,进而影响整个航空领域的技术进步。
就是在这种背景下,湖南泽睿新材料公司硬是趟出了一条自主研发的道路,成功研发出第三代高结晶碳化硅纤维,其耐温极限提升到了1800度,而且在如此极端的温度下,还能保持80%以上的强度。
据测试评估,这款碳化硅纤维的性能完全追平了美国COI公司的西拉米克系列、日本宇部的提拉诺SA系列,美日联手筑起的技术壁垒,就此土崩瓦解。
更重要的是,我们还实现了产业规模化生产,建成了年产20吨的生产线%,不仅能量产,还可以平价造,彻底摆脱了被“卡脖子”的被动局面。
能做到这一点,重点是我们采用了空气氧化交联技术,这比美日采用的电子束辐照路线更适合规模化生产,而且成本要低得多,是典型的采用不同技术路径实现“弯道超车”的案例。
碳化硅纤维对于航空发动机的好处很明显,首先,碳化硅陶瓷基复合材料的密度仅为镍基高温合金的三分之一,这就会使发动机的单一部件减重40%,整机减重20%,如果用在战机上,每减重一公斤,便可多携带一公斤燃油或弹药。
其次,使用碳化硅陶瓷基复合材料会更省油,发动机的工作时候的温度每提升100度,推重比就能提高10%,有了这种材料,发动机就能在更高的温度下工作,所需冷却空气量随之减少,燃油效率提升15%,如果用在客机上,每架飞机每年可减少碳排放近千吨,环保又省钱。
而且,碳化硅陶瓷基复合材料的抗氧化、抗侵蚀的能力是高温合金的5倍以上,这会使发动机的寿命从2000小时延长到6000小时,飞机停飞维护的时间大幅度减少,经营成本也会下降很多。
此次技术上的突破,除了助力国产航发领域变得更强,还具有重大的战略意义,让中方在高端制造业领域又抢占了一个高地,以后包括高超音速飞行器的热防护系统、核反应堆的核包壳管等关键领域,都有它的用武之地,未来国产大飞机的“中国心”,也靠它保驾护航。
国产碳化硅纤维的量产,标志着中方航空工业正在实现从“跟跑”到“引领”的跨越,而且超低的价格有一定的概率会对国际市场产生冲击,被西方资本所垄断的又一项“贵族产品”,很可能会被我们掀下神坛。
值得一提的是,泽睿新材料的创始人黄小忠教授,十几年如一日,带领团队刻苦攻关,公司赚取的利润基本都投进了研发,他坦言:“只有碾压式的优势,才能活下去”,他们的确做到了!
其实,中方的科技发展始终沿着自身特色的发展路径稳步前行,类似碳化硅纤维的例子比比皆是,西方说我们“20年也搞不出来”,但我们会用实际行动,一次次颠覆他们的认知,所谓的“技术壁垒”,更像是催促我们前行的动力,中方人的坚持和智慧,终将在更多的科技领域实现突破。返回搜狐,查看更加多