SiC/SiCの応用分野

SiC/SiC耐熱性に優れ、航空エンジン用途において超合金に代わる材料となる

高い推力重量比は、先進的な航空エンジンの目標です。しかし、推力重量比の増加に伴い、タービン入口温度は上昇し続けており、既存の超合金材料システムでは先進的な航空エンジンの要件を満たすことが困難になっています。例えば、推力重量比レベル10の既存エンジンのタービン入口温度は1500℃に達していますが、推力重量比12～15のエンジンの平均入口温度は1800℃を超えます。超合金や金属間化合物の使用温度をはるかに超えています。

現在、最高の耐熱性を持つニッケル基超合金は1100℃程度までしか限界がありません。 SiC/SiCの使用温度は1650℃まで上げることができ、航空エンジンのホットエンド構造材料として最も理想的と考えられています。

欧米をはじめとする航空先進国では、SiC/SiCM53-2、M88、M88-2、F100、F119、EJ200、F414、F110、F136 およびその他の種類の軍用/民間航空エンジンを含む航空エンジン固定部品で実用化および量産されています。回転部品の応用はまだ開発とテストの段階にあります。中国における基礎研究のスタートは遅く、諸外国の工学応用研究との間には大きな隔たりがあるが、成果も上げている。

2022年1月、ノースウェスタン工科大学が国産材料を使用して新型セラミックマトリックス複合材を開発し、航空機エンジンのタービンディスク全体を製造し、初の飛行試験を成功裡に完了した。これはまた、航空飛行を備えた国産セラミックマトリックス複合材ローターも初めてである。テストプラットフォームだけでなく、無人航空機（uav）/ドローンの大規模用途におけるセラミックマトリックス複合材料コンポーネントの促進も目的としています。