通用電氣（GE）航空集團近日對外宣布，將投資2億美元，于2016年在美國阿拉巴馬州亨茨維爾市新建兩個復合材料制造廠，用于碳化硅（SiC）和陶瓷基復合材料（CMC）的批量制造，這兩種復合材料都是制造噴氣式發(fā)動機和陸基武器裝備燃氣渦輪發(fā)動機零部件的必備材料。
       陶瓷基復合材料由于其具有高性能系統(tǒng)所需的輕質(zhì)和耐高溫等特性，對于航空航天領域，特別是發(fā)動機的設計制造而言越來越重要。GE航空與世界領先的航空器發(fā)動機制造商CFM國際合作公司共同開發(fā)的LEAP渦輪扇發(fā)動機，目前已服務于空客A32neo和波音737MAX飛機，LEAP發(fā)動機也是首個采用陶瓷基復合材料熱端部件的商用噴氣發(fā)動機。
       今年年初，GE航空展示出世界上首個成功采用陶瓷基復合材料葉片的F414發(fā)動機。制造商也表示，對陶瓷基復合材料的需求預計在未來10年將會急劇增加，特別是由于噴氣式發(fā)動機的應用需求。每個LEAP發(fā)動機需要18個陶瓷基復合材料渦輪罩環(huán)，引導空氣流通方向并確保渦輪葉片的運轉(zhuǎn)效率。陶瓷基復合材料也用于新型GE9X發(fā)動機燃燒室和高壓渦輪部分的制造。
       GE航空陶瓷基復合材料項目副總經(jīng)理Sanjay Correa表示，在美國阿拉巴馬州新建一個GE廠，對于我們建立并發(fā)展可滿足大批量生產(chǎn)陶瓷基復合材料零部件的供應鏈具有重要意義。陶瓷基復合材料是首先通過將碳化硅陶瓷纖維與碳化硅基底材料復合后，再涂覆一層專用涂層，以進一步提升其性能。與金屬材料相比，密度僅為其1/3，由于減少了渦輪扇發(fā)動機的重量，從而提高了運轉(zhuǎn)效率。
       另外，與金屬合金材料相比，由于陶瓷基復合材料具有更好的耐熱性，因此在發(fā)動機高溫區(qū)只需較少的冷卻氣體。而且，在發(fā)動機流道中使用空氣代替，將意味著發(fā)動機運轉(zhuǎn)效率更高，產(chǎn)生的熱量更少，從而減少了對發(fā)動機的維護工作，并降低燃油消耗。
       據(jù)報道，此次新建工廠之一是美國首個碳化硅陶瓷纖維制造廠。與之毗鄰的工廠將采用碳化硅陶瓷纖維來制造單向陶瓷基復合材料帶材，以用于陶瓷基復合材料零部件的制造。
       碳化硅陶瓷纖維工廠的建立將獲得美國空軍研究實驗室2190萬美元的資助。GE公司表示，這一新建工廠將極大地提高美國碳化硅陶瓷纖維的制造能力，并將會為美國國防部、賽峰（Safran）集團等客戶提供纖維材料。
       第二個工廠將由GE獨資建立，并在陶瓷纖維上涂覆GE專用涂層，然后將其加入到基底材料中以制造陶瓷基復合材料帶材。GE航空位于北卡羅來納州阿什維爾市的制造廠將采用該種陶瓷帶材制造陶瓷基復合材料渦輪罩環(huán)，用于LEAP發(fā)動機高壓渦輪部分的制造。
       新建的兩個工廠將于2016年年中開工，預計于2018年年中建成，同年投入生產(chǎn)。（國防制造）