兩小時(shí)跨大西洋 高超音速飛行器材料獲新進(jìn)展

民航資源網(wǎng)2017年7月10日消息：綜合外媒報(bào)道，英國曼徹斯特大學(xué)的研究人員已開發(fā)出一種新型陶瓷涂層，這一新材料預(yù)計(jì)將極大地改變航空、太空及國防領(lǐng)域的高超音速飛行。

高超音速飛行器的飛行速度至少高于5倍音速，可達(dá)到5馬赫或是更高。當(dāng)以如此高速飛行時(shí)，大氣層中空氣和氣體產(chǎn)生的熱量極高，可達(dá)到2000至3000攝氏度，從而對(duì)飛機(jī)或拋射體的結(jié)構(gòu)完整性造成嚴(yán)重影響。

結(jié)構(gòu)問題主要由氧化和燒蝕引起。因此需要在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和高超音速飛行器中使用超高溫陶瓷（UHTC）。

曼徹斯特大學(xué)亨利·萊斯爵士材料研究所與中國中南大學(xué)（CSU）的合作開發(fā)的這一新碳化涂層能夠承受3000攝氏度的高溫。其耐熱性已被證明是現(xiàn)有超高溫陶瓷如碳化鋯（ZrC）的12倍。碳化鋯是一種極為堅(jiān)硬
的耐火陶瓷材料，主要用于制作切割工具的刀頭。

曼徹斯特大學(xué)皇家教授Philip Withers表示，未來的高超音速飛機(jī)為運(yùn)輸速度的階躍式上升創(chuàng)造了可能。一架高超音速飛機(jī)能在兩小時(shí)內(nèi)從倫敦飛到紐約，從而為民用航空和通勤出行帶來革命性的變革。

但目前，最大的挑戰(zhàn)之一是如何保護(hù)關(guān)鍵性部件，如飛機(jī)的前緣、燃燒室和機(jī)鼻，使它們能夠承受住飛行中高溫帶來的嚴(yán)重氧化和侵蝕。

在曼徹斯特大學(xué)材料學(xué)院和中南大學(xué)粉末冶金研究院分別對(duì)涂層的結(jié)構(gòu)組成和特性進(jìn)行了研究和生產(chǎn)。該涂層的耐熱和抗氧化性能都得到了極大提升。

在涂層的開發(fā)過程中，研究人員使用了一種稱為“反應(yīng)熔體滲透法（RMI）”的工藝，大大縮短了生產(chǎn)這種材料所需的時(shí)間。該工藝使材料堅(jiān)固而且對(duì)通常的表面降解具有極強(qiáng)的抵抗力。