先进材料在战斗机发动机上的应用与研究趋势_梁春华
未来大飞机发动机的发展趋势
26航空制造技术·2011 年第 3 期21世纪初，无论是在波音777客机上使用多年的PW4084、GE90、TRENT800发动机、在A380客机上使用不久的GP7000与TRENT900发动机，还是为波音787客机正在研制的GEnx 与TRENT1000发动机，在耗油率、全寿命费用、污染物排放、噪声排放、可靠性与安全性等方面都已经取得了显著的进步。
为了应对日益激烈的市场竞争和愈发严格的环保要求，美国与欧盟国家确定了大飞机发动机的未来发展目标。
的军民用航空发动机的发展目标，即：相对当时的技术水平（如F119发动机），到2017年使经济可承受性提高10倍。
欧盟国家2020年大飞机发动机的发展目标是：相对2000年技术水平的发动机（如CFM56和TRENT700），耗油率降低20%；使用费用降低；投入市场时间缩短50%；NO x 排放降低80%；噪声降低10dB ；事故率降低80%。
这也就是说，未来的大飞机发动机还将沿着更经济、更21世纪初，无论是在波音777客机上使用多年的PW4084、GE90、TRENT800发动机与在A380客机Future Development Trend of Large Commercial Aircraft Engines沈阳发动机设计研究所 梁春华 凌 瑶梁春华研究员，主要研究方向：航空发动机情报研究。
荣获“九五”、“十五”国防科技情报研究成果奖三等奖各1项，原中国一航“九五”优秀科技情报成果一等奖和三等奖各1项，发表论文30多篇。
上使用不久的GP7000与TRENT900发动机，还是为波音787客机研制的GEnx 与TRENT1000发动机，在耗油率、全寿命费用、污染物排放、噪声排放、可靠性与安全性等方面都已经取得了显著的进步。
为了应对日益激烈的市场竞争和愈发严格的环保要求，美国与欧盟国家确定了大飞机发动机的未来发展目标。
美国在通用的、经济可承受的涡轮发动机（VAATE）研究计划下确定环保的方向发展。
新型材料在航空航天工程中的应用及发展趋势
新型材料在航空航天工程中的应用及发展趋势随着航空航天技术和工程领域的不断发展，新型材料在该领域中的应用也变得越来越重要。
新型材料在航空航天工程中具有诸多优势，并且其应用前景非常广泛。
本文将重点关注新型材料在航空航天工程中的应用以及未来的发展趋势。
新型材料在航空航天工程中的应用可以追溯到上世纪50年代，当时，铝和钛合金是主要的结构材料。
然而，随着航空航天工程的不断发展，对材料的要求也变得越来越高。
目前，航空航天工程中广泛应用的新型材料包括复合材料、高温合金、陶瓷材料以及纳米材料等。
复合材料在航空航天工程中的应用日益普遍。
复合材料具有优秀的强度和刚度，同时重量却相对较轻。
这使得航空器的性能得到了极大的提升。
航空领域中常见的复合材料包括碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强聚合物复合材料（GFRP）。
CFRP在飞机结构中的应用越来越广泛，如机身结构、翼身一体化以及涵道器。
GFRP主要用于飞机和直升机的旋翼和壳体。
高温合金在航空航天发动机中发挥着重要作用。
高温合金具有出色的耐热、耐腐蚀和耐磨损性能，能够承受极端的工作环境。
航空航天发动机中的高温合金包括镍基合金和钛基合金。
镍基合金被广泛应用于涡轮叶片、燃烧室和喷管等关键部件。
钛基合金主要用于航空器的结构部件，如机身和起落架。
陶瓷材料也有着广泛的航空航天工程应用。
陶瓷材料具有优异的高温稳定性和抗腐蚀性能，可用于制造高温部件和复合材料基体。
陶瓷基复合材料广泛应用于热防护、热隔离和耐磨损领域。
此外，陶瓷材料还用于制造航天器的热屏障、气门和陶瓷矩阵复合材料等。
纳米材料是新型材料的一个研究热点。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，具有优异的机械强度和导热性能。
纳米材料在航空航天领域的应用包括纳米复合材料、纳米涂层和纳米传感器等。
纳米复合材料可用于增强航空器的强度和耐久性，纳米涂层可提高航空器的耐腐蚀性能，而纳米传感器可实现对航空器结构和性能的精确监测。
未来，新型材料在航空航天工程中的应用将继续发展。
先进材料技术在军事领域的应用研究
先进材料技术在军事领域的应用研究随着科技快速发展，先进材料技术在军事领域的应用研究也越来越受到重视。
先进材料技术是指具有先进特性和性能的新型材料，例如高温超导材料、纳米材料、智能材料等等，这些材料具有很强的抗腐蚀性、高温、高压、高强度等特性，可以解决传统材料所存在的问题，为军事领域提供强有力的保障。
先进材料技术在航空领域的应用航空领域是一个先进材料技术运用广泛的领域。
例如，高温超导材料可以用于制作发动机及支援设备的磁场系统，其具有良好的磁性和导电性能，可以提高设备的效率和性能；还可以用于制造轻质和高强度组合材料，例如碳纤维复合材料，可以用于制造飞机的外壳和部件，具有很强的抗拉伸和抗冲击性，重量轻而坚固，更能提高飞机的飞行效率和安全性。
先进材料技术在陆军装备领域的应用在陆军装备领域，先进材料技术也有着广泛的应用。
纳米技术可以应用于制造纳米金属材料，它具有抗腐蚀性好、硬度高、强度大、重量轻等特点，可以用于制造坦克和其他重型装备的组件和配件。
智能材料可以用于制造自动定位炮兵系统的传感器和接收器，可以实现快速响应和精准控制，提高陆军小组作战能力和执行任务的效率。
先进材料技术在海军装备领域的应用海军装备领域也是先进材料技术的重要应用领域。
例如，具有极好的抗腐蚀性能的复合材料可以用于制造水下航行器和深海探测器等设备，其自身重量轻、耐久性好，可以提高航行器的续航能力和执行任务的效率。
先进材料技术还可以用于制造具有自愈合功能的智能材料，可以应用于制造舰船的表面保护材料，在海洋环境中能够自行修复损伤和缺陷，提高舰船的防护能力和生存能力。
结语先进材料技术的应用研究为军事领域的发展提供了支持和保障。
在不断的探索和创新下，先进材料技术的应用前景将更加广阔。
未来，先进材料技术将与其他领域的科技融合，为军事领域的发展带来更加全面和卓越的保障。
先进材料在航空航天领域中的应用现状与展望
先进材料在航空航天领域中的应用现状与展望章节一：引言随着科技的不断进步，先进材料在各个领域都得到了广泛的应用与发展。
在航空航天这一领域中，先进材料的应用越来越多，不仅能够提高飞行器的性能，也能够提高其的安全性能。
本文将探讨先进材料在航空航天领域中的现状与展望。
章节二：航空航天材料需求航空航天领域中对材料的要求非常高。
首先是材料的轻量化，这是为了减轻飞行器的重量，提高其的飞行性能和有效载荷。
其次是材料的高强度和高刚度，这是为了防止飞行器在飞行过程中出现结构失效。
同时还要具备耐热、耐腐蚀、耐氧化等特性，这是为了适应极端的气候环境和飞行器起降时的高速气流影响。
章节三：先进材料在航空航天领域中的应用1.新型金属材料高强铝合金是目前航空器中使用的一种较常见的金属材料，但是铝合金的密度过高，轻度状况下，还是存在一定的安全风险。
新型铝基复合材料能够满足高强度、轻量化的要求，降低出现疲劳破坏的概率。
2.新型聚合物材料传统的聚合物材料如环氧树脂，主要用于制造飞机结构和内饰，不过此类材料无法满足高温、高强度、高阻燃等特殊需求。
随着高性能聚合物材料的发展，例如热塑性聚酰亚胺(TPI)等材料，在航空航天领域中的应用愈加广泛。
3.纳米复合材料纳米复合材料是由纳米级颗粒和宏观材料组成的复合材料。
相比于传统材料，纳米复合材料更轻、更硬、更强、更耐用，广泛应用于航空航天领域中的试验设备、模型和部件等。
4.复合材料在航空航天领域中，复合材料得到了广泛的应用，例如环氧树脂基复合材料和碳钎维复合材料等。
复合材料具备高强度、高刚性、耐腐蚀、耐氧化等特性，被应用于飞机的机身、翼面和舷窗等部件。
章节四：先进材料在航空航天领域中的展望未来随着航天技术的不断提升，对材料的要求将会更加严格。
在轻量化、高性能、耐高温、耐腐蚀等多方面的要求下，航空航天领域需要开发并应用更多的先进材料。
例如，具有高强度和高韧性的金属及其复合材料、高性能有机聚合物、碳纤维增强陶瓷基复合材料等。
舰载作战飞机发动机的研制道路
４ ４ ／４ ５
舰 载作 战飞机 发 动机 的研制 道 路
梁春 华
（ 阳发动机设计研 究所 ， 阳 １ ０ １ 沈 沈 ０ ５） １
摘要 ： 载作战飞机发动机 已经走过 了 ６ 舰 Ｏ多年 的发展历程 ， 成功地实现 了由涡
３ Ａ ３ ／２、 Ｊ ２ Ｐ ６８ Ｊ ８ Ｐ ０ ／ ２４ ４ 一 一 ／ 、 ４ 一 一 ６ 、 Ｊ ７ Ｐ ２ Ａ １ 、 Ｊ２ Ｐ Ａ ５ 一 一 ０ ／ ５ 一 一 ０ ４８ ８ ３一 ０ Ａ／ ＡＪ ３ Ａ一１ Ｊ ９ ＧＥ一 ７ １ 、７ 一 １ ／０、
研究 国外舰 载作 战飞机发动
发展 。
等研究计划下研究像 自适应循环
发 动机 这 样 的未 代 ， 舰载 ０年 在 作 战 飞机 涡 喷发 动 机 中 ，６ 、 ２ Ｊ５Ｊ 、 ４
Ｊ ８ Ｊ ３ Ｊ ４、７ 和 ＡＴ ８ ０ ４ 、３ 、３ Ｊ ９ ＡＲ Ｋ５
Ｓ ＥＹ ＲＢ１ ８ １ Ｓ ＥＹ ＲＢ１ ８ ５、 Ｐ ６ — Ａ、Ｐ ６ －２
主要是基 于 以下 ４点原 因 。
作 战 飞机 见表 １ 。从 表 中可知 ， 舰 载作战 飞机 的配置原则 由“ 飞质 起
Ｐ Ｇ Ｓ Ｓ ２（ ｌ４， 国和英 Ｅ Ａ Ｕ １ １ ０） １— Ｍｋ 美
喷发动机 向涡扇发动机 的转变。研究 了国外舰载作战飞机发动机 的发展 ， 归纳 了其研
制道路。 关 键 词 ： 载 作 战飞 机 ； 喷 发 动 机 ； 扇 发 动机 ； 制 道 路 舰 涡 涡 研
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆＣａｒ ｅ ｉｈ ｅ／ ｔｉｅ ｇｎ ｖ ｌｐ ｎ ｏ ｒ ｒＦｇ ｔ ｒ ｒ ｒＥｎ ｉｅ ｉ Ｓ ｋ
先进材料在战斗机发动机上的应用与研究趋势
先进材料在战斗机发动机上的应用与研究趋势概述先进材料在战斗机发动机上的应用是提升战斗机性能和可靠性的重要手段。
随着科技的不断进步，先进材料在战斗机发动机上的研究也越来越受到关注。
本文将介绍先进材料在战斗机发动机上的应用，并探讨的研究趋势。
先进材料在战斗机发动机上的应用战斗机发动机作为战斗机的核心组件，其性能直接影响到战斗机的速度、高度等关键指标。
先进材料的应用可以提升战斗机发动机的性能，减轻飞机的重量，提高燃烧效率。
轻质合金轻质合金是目前广泛应用于航空领域的先进材料之一。
通过使用轻质合金制作战斗机发动机的零部件，可以减轻发动机的重量，提高战斗机的飞行性能。
高温合金高温合金具有出色的高温强度和耐腐蚀性能，适用于战斗机发动机高温环境下的工作。
通过使用高温合金制作燃烧室和高温部件，可以提高战斗机发动机的工作温度和效率。
碳纤维复合材料碳纤维复合材料具有优异的比强度和比刚度，可以替代传统的金属材料。
在战斗机发动机中，碳纤维复合材料可以应用于叶片、喷管等部件，减轻发动机重量并提高结构刚度。
先进涂层技术先进涂层技术可以提高战斗机发动机的抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性。
通过在零部件表面施加不同种类的涂层，可以延长战斗机发动机的使用寿命，减少维护周期和维护成本。
研究趋势，先进材料在战斗机发动机上的研究将持续深入。
以下是一些可能的研究趋势：高温陶瓷材料高温陶瓷材料具有较低的热膨胀系数和良好的耐热性能，在战斗机发动机中有着广泛的应用前景。
研究人员将继续探索新型高温陶瓷材料的合成和制备方法，并在战斗机发动机的关键部件上进行应用。
高温涂层技术高温涂层技术可以提高战斗机发动机的耐热性和耐腐蚀性。
的研究将致力于开发更先进的高温涂层材料，以应对更高的工作温度和更恶劣的工作环境。
先进制造技术随着先进材料的应用不断增加，先进制造技术也变得越来越重要。
的研究将聚焦于先进材料的快速制造方法和工艺优化，以提高生产效率和降低制造成本。
多功能材料多功能材料是一类具有多种性能的材料，能够具备结构性能、电磁性能、传感性能等功能。
先进材料在航空发动机中的应用研究
先进材料在航空发动机中的应用研究随着航空业的不断发展和飞机性能的不断提高，航空发动机的研究和应用也变得越来越重要。
先进材料在航空发动机中的应用已成为研究的热点之一、本文将探讨先进材料在航空发动机中的应用研究。
航空发动机是飞机的心脏，对其性能要求非常高。
传统的航空发动机主要由金属材料构成，如铝合金、镍基合金和钛合金等。
然而，随着航空业的快速发展，对发动机的性能要求也越来越高，使得传统材料的局限性渐渐显现出来。
先进材料的研究和应用变得尤为重要。
先进材料具有许多优异的性能特点，如高温强度、轻量化、耐腐蚀和隔热等。
这些特点使得先进材料成为航空发动机中的理想选择。
目前，先进材料主要应用于以下几个方面：首先，先进材料在航空发动机中的压气机叶片中得到了广泛的应用。
压气机叶片是发动机中重要的热力部件，其受到高温、高压和高速气流的严峻环境影响。
传统的叶片材料难以满足这种严酷环境下的要求，而先进材料如镍基单晶高温合金和陶瓷基复合材料等以其高温强度和耐腐蚀性能成为了理想的选择。
其次，先进材料在燃烧室中的应用也逐渐增多。
燃烧室是航空发动机中燃烧过程发生的地方，其工作环境非常严苛。
先进材料的高温强度和耐腐蚀性能使得其成为这个环境下的理想材料。
例如，陶瓷基复合材料的应用能够提高燃烧室的工作温度和效率，减少燃料消耗和废气排放。
再次，先进材料在航空发动机中的涡轮叶片中得到了广泛的应用。
涡轮叶片是航空发动机中的关键部件，其工作环境同样非常恶劣。
传统的叶片材料难以满足其高温强度和耐腐蚀性的要求。
而先进材料如单晶高温合金和陶瓷基复合材料等则能够满足这些要求，提高涡轮叶片的工作效率和寿命。
最后，先进材料在航空发动机中的涡轮舱中也得到了应用。
涡轮舱是航空发动机中的重要组成部分，其工作环境同样极其恶劣。
先进材料的高温强度和耐腐蚀性能使得其能够承受高温、高压和高速气流的作用，提高涡轮舱的工作效率和寿命。
综上所述，随着航空业的不断发展和发动机性能的不断提高，对先进材料的需求也越来越大。
先进材料在航空发动机中的应用
先进材料在航空发动机中的应用航空发动机作为飞机的“心脏”，其性能的优劣直接决定了飞机的飞行速度、航程、可靠性和经济性等关键指标。
而先进材料的应用，则是推动航空发动机不断发展和创新的重要因素之一。
在追求更高推力、更低油耗、更高可靠性和更长寿命的过程中，航空发动机制造商们不断探索和采用各种新型材料，以满足日益苛刻的设计要求。
首先，高温合金在航空发动机中扮演着至关重要的角色。
由于航空发动机内部的工作温度极高，特别是在涡轮叶片和燃烧室等部位，普通金属材料根本无法承受这样的高温环境。
高温合金具有出色的高温强度、抗氧化性和抗热腐蚀性，能够在高达数千度的温度下保持良好的机械性能。
例如，镍基高温合金凭借其优异的综合性能，被广泛应用于航空发动机的涡轮叶片和导向叶片。
这些高温合金通过复杂的成分设计和精密的制造工艺，形成了稳定的微观组织结构，从而有效地抵抗高温下的变形和氧化。
陶瓷基复合材料也是航空发动机领域的一颗新星。
陶瓷材料本身具有耐高温、高强度和低密度等优点，但传统陶瓷的脆性较大，限制了其在航空发动机中的应用。
陶瓷基复合材料通过将陶瓷纤维或晶须与陶瓷基体复合，显著改善了陶瓷的韧性和可靠性。
在航空发动机中，陶瓷基复合材料可以用于制造涡轮叶片、燃烧室衬套等部件，不仅能够承受高温，还能减轻发动机的重量，提高燃油效率。
例如，碳化硅陶瓷基复合材料在高温下具有出色的稳定性和强度，能够有效降低发动机的热负荷，提高发动机的性能。
钛合金在航空发动机中的应用也越来越广泛。
钛合金具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性等特点，使其成为制造航空发动机风扇叶片、压气机叶片和盘件等部件的理想材料。
与传统的铝合金相比，钛合金能够在减轻重量的同时提供更高的强度，从而提高发动机的推重比。
此外，钛合金还能够在恶劣的工作环境中保持良好的性能，延长发动机的使用寿命。
除了上述材料，先进的金属间化合物也逐渐受到关注。
金属间化合物具有独特的晶体结构和优异的高温性能，如镍铝化合物、钛铝化合物等。
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第32卷第6期2012年12月航空材料学报JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALSVol.32，No.6December 2012先进材料在战斗机发动机上的应用与研究趋势梁春华，李晓欣（沈阳发动机设计研究所，沈阳110015）摘要：美国、英国等国家特别重视战斗机发动机材料的发展，通过制订和实施一系列先进材料研究计划，开发和验证轻质高强度材料，为发动机研制提供技术保障。
综述各国现役、在研和预研战斗机发动机的材料应用情况，总结树脂基复合材料、钛基复合材料、钛铝金属间化合物、单晶高温合金、粉末高温合金、陶瓷基复合材料、陶瓷热障涂层等材料及其工艺应用趋势。
先进材料研究的发展趋势：①向低密度高强度发展，以减轻质量；②向高强度与高耐温能力发展，以提高涡轮进口温度；③向一体化（材料、工艺与结构设计）发展，以实现材料特性与结构的最优组合。
关键词：先进材料；战斗机发动机；研究计划；研制进展DOI ：10.3969/j.issn.1005-5053.2012.6.004中图分类号：V223；V215．5文献标识码：A文章编号：1005-5053（2012）06-0032-05收稿日期：2012-04-28；修订日期：2012-08-12作者简介：梁春华（1969—），男，研究员，主要从事航空发动机与燃气轮机情报分析，（E-mail ）lllch1234@sina．com 。
20世纪90年代末期，美国国防部负责研究与工程的副部长埃尼塔·约翰逊（Anita Jones ）在FY97和FY98材料与工艺技术领域计划中将材料、信息、传感器和经济可承受性列为美国国防部科技研究优先发展的四大技术［1，2］。
在美国空军2025年展望中，将材料与工艺列为空军六大高效力技术之一［1，2］。
航空技术发展在很大程度上依赖于材料进步，“一代材料、一代装备”是材料推动航空技术进步的真实写照。
航空发动机推重比的提高、性能的提升同样离不开材料的进步。
因而，很多国家通过实施专项和综合性研究计划，来研发军用发动机用先进材料及工艺，以提高其综合性能。
目前，战斗机发动机材料正在向着密度更小、耐温能力更高、费用更低、寿命更长、结构设计和材料工艺一体化等方向发展。
1应用趋势1．1第3代战斗机发动机20世纪70年代后期以来，美国PW 和GE 公司开始研制第3代战斗机发动机F100，F110，F404和F414等发动机，俄罗斯开始研制AL31F 发动机，欧洲共同体开始研制RB199，M88等发动机。
这代发动机将第2代战斗机发动机的推重比5．0 6．0提高到7．0 8．0、涡轮进口温度由1400 1550K 提高到1600 1750K ［3］。
为了满足这些挑战，质量轻的树脂基复合材料开始使用、钛合金用量加大，耐更高温度的高温合金的用量也有所提升。
下面为第3代战斗机发动机典型部件用材情况。
风扇以钛合金为主，为减轻外涵机匣质量，外涵机匣采用了树脂基复合材料［4 6］。
RB199，AL31F ，F100发动机的风扇为全钛结构，其中F100发动机的转子叶片选用Ti-6-6-2，盘选用Ti-8-1-1，轴选用Ti-6-4；AL31F 发动机的转子叶片选用ВТ3-1钛合金和ВТ20钛合金，盘选用ВТ9钛合金。
F110-GE-132，F404，F414发动机外涵机匣采用了树脂基复合材料。
压气机以钛合金和高温合金为主［4 6］。
压气机的前部叶片、盘和机匣多数选用钛合金，后部选用钢、镍铬高温合金或镍基高温合金。
如：F100发动机1 3级盘为钛合金，4级选用PW1016，5，7，9级为高温合金，6，8，10级为In100粉末高温合金；转子叶片1 4级为钛合金，5 10级为高温合金。
又如F110发动机的前3级为钛合金，后6级选用高温合金。
F414发动机的前2级转子选用Ti17，后5级选用In718。
燃烧室以镍基或钴基高温合金为主。
AL31F 发动机机匣选用ЭП708高温合金，火焰筒选用ЭП648镍基（高铬含量）高温合金。
F100发动机选用Haynes 188钴基高温合金，F110，F404和F414发动机则选用Hastelloy X 镍基高温合金。
涡轮叶片最初主要选用空向凝固镍基高温合金第6期先进材料在战斗机发动机上的应用与研究趋势加热障涂层，后来更多选用单晶高温合金加热障涂层；盘最初主要选用镍基高温合金［4 6］，后来更多选用粉末高温合金。
如：AL31F发动机高压涡轮工作叶片和导向叶片选用ЖС6У镍基高温合金，涡轮盘选用ЭП742镍基高温合金或粉末高温合金，机匣选用ЭП708。
F100-PW-220和F100-PW-229发动机涡轮转子叶片选用PW1480或PW1484单晶高温合金表层沉积热障涂层，盘选用In100粉末高温合金。
F110发动机高压涡轮转子叶片选用ReneN5单晶合金表层沉积热障涂层，低压涡轮第1级转子叶片选用Rene125，盘选用Rene95或Rene88DT粉末高温合金；第2级转子叶片选用Rene80，盘选用In718。
加力燃烧室多选择用高温合金［4 6］。
AL31F，F100，F414分别选用ЭП199高温合金、带陶瓷涂层的Haynes188和Hastelloy X高温合金。
喷管外壳选用钛合金，其余选用镍基高温合金。
1．2第4代战斗机发动机20世纪80年代中期以来，美国PW和GE公司开始研制F119，F135，F136等第4代战斗机发动机。
这代发动机的推重比提高到9．0 10．0、涡轮进口温度提高到1800 1950K［3］。
为了满足这些极具挑战的要求，钛合金用量更高，树脂基复合材料开始大量使用，新型阻燃钛合金、单晶镍基合金和更耐高温的陶瓷基复合材料应用到发动机部件上，独特的冷却技术（如：Lamilloy结构、超级冷却和铸冷等）也应用在发动机上。
下面为第4代战斗机发动机典型部件的用材情况。
外涵机匣均为树脂基复合材料。
F119发动机选用PMR-15基复合材料。
风扇多为全钛结构，F119和F135都采用实心结构，而F136发动机第1级风扇转子叶片选用空心结构；最为特殊的F135发动机第1级空心静子叶片采用树脂基复合材料［4 6］。
高压压气机转子前几级采用钛合金，后几级采用高温合金；静子叶片选用高强度阻燃钛合金或高强度镍基高温合金，F119发动机采用高强度阻燃钛合金Alloy C，F135和F136发动机的前部采用钛合金，后部分别采用高温合金。
F135发动机的3号轴承可能选用氮化硅掺杂陶瓷材料。
燃烧室火焰筒主要为镍基高温合金并涂覆陶瓷热障涂层，F119发动机和F135发动机采用了浮动壁结构，而F136发动机采用了Lamilloy结构。
涡轮转子叶片采用第2代单晶镍基高温合金并沉积热障涂层；静子叶片采用第2代单晶合金或陶瓷，如F135发动机120个导向器叶片选用陶瓷，F136发动机选用Lamilloy结构的单晶镍基合金；盘选用粉末合金或镍基高温合金，如F119发动机采用双重热处理的粉末高温合金；隔热支撑环选用低热膨胀合金。
加力燃烧室隔热屏选用镍基高温合金，筒体采用钛合金或高强度阻燃钛合金Alloy C。
喷管主调节片选用高温合金；外调节片为SPECARBINOX A262碳纤维增强的陶瓷基复合材料。
1．3第5代战斗机发动机第5代战斗机发动机是目前准备研制的推重比12 15的小涵道比加力涡扇发动机，将以在空军科技研究计划、IHPTET、AMET、VAATE、UEET等综合性研究计划［7 9］中的先进材料与工艺和在HI-TEMP、TMCTECC、经济型的树脂基复合材料、DOD MANTECH、空军科技等专项研究计划下开发和验证的先进材料为基础。
第5代战斗机发动机风扇和压气机叶片、支板、进气机匣、外涵机匣等低温部件更多地选用树脂（如PMR15、AFR700B等）基复合材料。
低压轴、叶片、整体叶环、壳体结构等中温部件将更多地选用耐温816 982ħ的钛铝金属间化合物和连续纤维增强的金属基复合材料。
燃烧室火焰筒将更多地选用Lamilloy结构的高温合金、耐温1482ħ陶瓷基复合材料和热障涂层；扩压器将更多地选用钛铝金属间化合物；外机匣将更多地选用金属基复合材料。
涡轮叶片将更多地选用镍基单晶高温合金的超冷、铸冷结构、耐温1538 1649ħ纤维增强的陶瓷基复合材料、高温钼基和铌基合金、耐温1093 1371ħ金属间化合物、耐温1149ħ热障涂层；涡轮盘将更多地采用耐高温的粉末合金和纤维增强的陶瓷基复合材料。
加力燃烧室衬套将更多地选用耐1204ħ陶瓷、金属基复合材料、耐温1538ħ碳/碳复合材料。
喷管将更多地选用树脂基复合材料、耐温1093ħ金属间化合物、耐温1371ħ无冷却的非金属材料、陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料。
2发展趋势2．1密度降低，强度提高减轻发动机部件的质量对于增大战斗机发动机的推重比非常重要，而其最直接且有效的途径就是采用质量更轻的材料。
因而，随着先进轻质材料的开发成功，战斗机发动机用材正在向低密度与高强度方向发展。
目前，树脂基复合材料（PMC）、金属（特别是33航空材料学报第32卷钛合金）基复合材料（MMC）［10 12］和钛铝金属间化合物逐渐替代钢、钛合金和镍基合金［13，14］用于制造风扇/包容机匣、风扇转子/静子叶片、发动机短舱和反推力装置等低温部件；树脂基复合材料、金属（钛、镍）基复合材料和钛铝/镍铝金属间化合物将替代钛合金和镍基高温合金用于压气机转子叶片、压气机整体叶环、发动机低压轴、压气机静子叶片、机匣、排气喷管作动筒与调节片的连杆等中温部件；新一代高温合金、镍铝金属间化合物、先进热障涂层和陶瓷基复合材料（CMC）［15 17］逐步替代镍基高温合金用于燃烧室、涡轮、加力燃烧室与喷管等高温部件。
这将使战斗机发动机的推重比明显增大。
表1示出了这些先进材料相对被其替代材料的优势。
表1先进材料相对被其替代材料的优势Table1Advantages on advanced materials compared to the original materials Advanced material Original material AdvantagesPolymer matrix composite Metal PMC'density is1．4－2．0g/cm3．Its mechanical property is similar to that of tita-nium．Its specific strength is1．03ˑ106m2/s2．Its specific modulus is1．0－1．5ˑ109m2/s2。
Metal matrix composite Ni-base alloy MMC'density is2．4－3．8g/cm3．It is stronger than titanium alloy in stiffness and strength，and high temperature property is good．Ceramic matrix composite Superalloy CMC'density is2．0－2．5g/cm3．It has high resistance to oxidation，high tem-perature creep and wear，large hardness，small linear expansion coefficient，and good resistance to chemical corrosion．Nickel aluminide Superalloy Nickel aluminide'density is about5．95g/cm3，is only2/3of Ni-base alloy．Its thermal conductivity is higher than Ni-based alloy and has good resistance to oxi-dation and plastic deformation property．Titanium AluminideMiddletemperature alloyTitanium aluminide'density is about4g/cm3，is about1/2of Ni-base alloy．Itsthermal expansion coefficient is similar to that of Ti-base alloy，higher than that ofNi-base superalloy．Its stiffness is better than Ti-base and Ni-base alloy，has highYoung'modulus at higher temperature．Its thermal conductivity is3．5times high-er than that of Ti-based alloy．据GEAE公司报道，TF39发动机采用了386个树脂基复合材料零件，总质量为84．4kg，占发动机总质量的3%，替代了122．6kg的金属零件，零件质量减轻35%，零件费用降低30%；CF6-6和CF6-50发动机采用了285个树脂基复合材料零件，总质量为127．1kg，占发动机总质量的4%，替代了181．6kg 的金属零件，零件质量减轻35%，零件费用降低30%。