碳化矽纖維改變飛機機身及引擎材料

 

刊登日期:2015/7/16
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於法國舉辦的世界最大規模航空展示會「巴黎國際航空展」,會場中最受矚目的是美國奇異公司(GE)所推出的引擎用陶瓷纖維複合材料「CMC」。該材料是利用日本 Carbon 公司的碳化矽( SiC )纖維作為陶瓷燒結而成。
 
相較於過去引擎零件所使用的鎳合金,SiC 纖維的重量僅1/3,耐熱溫度提升 20%,強度提升 2倍。由於高壓渦輪會送進超過 1000℃高溫的燃燒瓦斯,過去的鎳合金必須利用外界的空氣來進行冷卻,而 SiC 纖維製的CMC最高可耐2000℃的高溫,因此不需要空氣冷卻。
 
該材料的性能比剛開發時有著飛躍性的提升,耐熱溫度從1300℃提升至2000℃,顯示強度的「彈性係數」為 380GPa,幾乎提升了 2倍。SiC纖維的弱點是超過 1300℃會開始劣化,克服此問題的秘訣是照射電子束讓氧氣無法混入。
 
採用 CMC的引擎「LEAP」亦有其他新技術貢獻,讓燃料費減少了15%以上。目前已決定被採用於今年開始運航的歐洲空中巴士的次期小型機,以及2017年將展開首次飛行的美國波音次期小型機上。


資料來源: 日經產業新聞 / 材料世界網編譯
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