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中国发现超级金属:飞机火箭上天全靠它

科普小知识2022-06-23 18:18:28
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长期以来,航空发动机一直是中国航空业的短板。为了尽快弥补这个短板,国家一直在加大航空发动机的研发力度。

中国发现超级金属:飞机火箭上天全靠它

航空发动机单晶叶片位于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位。它们是航空产品的首要关键部件,直接决定着航空发动机的性能。1000公斤推力发动机的核心部件是60片单晶叶片。发动机压缩空气,然后将其压入燃烧室。在有限的空间内,它与燃料一起剧烈燃烧,产生猛烈的气体喷射,推动叶片高速旋转。发电机产生惊人的能量。每个叶片输出的马力相当于排量为2.0的运动型多功能车。据了解,1,000千克发动机的高压转速超过30,000转/分,接近40,000转/分。切线速度约为每秒450米,温度约为1720度。

为了防止熔化,工程师和技术人员把每个叶片做成中空的,并在中间设计了一个精确而复杂的冷却系统。冷却系统带走的热量可以在1/20秒甚至更短的时间内烧开一壶水。但是在1700度的高温下,普通金属仍然不耐热。因此,单晶刀片的生产不能与稀有贵金属铼分离。

中国发现超级金属:飞机火箭上天全靠它

铼是人类发现的最新天然元素。它在地壳中的含量比所有稀土元素都少,而且比钻石更难获得。世界上已探明的铼储量只有2500吨左右。铼的价格类似于铂,每克大约300元。成都于航高温合金技术有限公司的母公司可以提纯铼金属。2010年,该公司在陕西省洛南县黄龙铺钼矿发现铼,总储量176吨,约占世界储量的7%,仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。该公司认为,尽管外国对单晶叶的生产实施了技术*,但中国人必须找到自己的方法来解决这一技术。“我们不能只做供应商,向外国企业供应稀有元素,这对中国没有帮助。”公司负责人说。最后,该企业克服了许多困难,生产出合格的单晶叶片。