科学重器|为什么航空发动机那么难造?( 三 )


当然如今也开始解决这个问题 。
材料军工们 , 把这些个原子分子啦 , 给拉伸到一个放大的级别 , 变成了一个个的单晶体 , 单晶体比原子和分子抗热 , 至少他会待在原来的位置上 。
于是单晶体不断叠加 , 在宏观上我们就看到了发动机的各种材料 。
这也让我们的材料可以抗五百多个小时 , 甚至达到一千个小时 。
但问题是 , 晶体和晶体之间也是有缝隙 , 刚出来的材料 , 缝隙和缝隙之间可以说是天衣无缝的 , 但随着使用的温度不断的摧残下 , 晶体和晶体之间也会出现加大加宽的裂缝 , 以至于出现空洞 , 当然这种空洞我们肉眼是看不见的 。
到目前为止这种单晶体的微观结构在温度摧残下的变化 , 还是没法抑制的 。
当然了 , 这种融变也会让发动机的外壳变长 。
不管怎么说吧 , 如今从原子结构被拉到了晶体结构 , 让材料抗高温有了质的飞跃 , 还是值得庆幸的 。
展望未来 , 很多科学家 , 想要把这种晶体结构 , 在发展壮大 , 变成一块材料就是一个单晶体结构 。
那么在这种情况之下 , 温度在怎么摧残 , 因为是一个晶体 , 就不会出现滑动 , 裂缝也就谈不上了 。
好吧 , 发动机的材料成为了一块单晶体 , 想象都可怕 , 也就是科学家们敢想一下 , 至于我们能不能看得到 , 见鬼了 , 这东西完全不可预知的 。
这说的有点远了 , 咱接着往下说 。
而如今的航天发动机 , 能抗住上千度的高温 , 他们采用了钛合金 , 当然了钛合金有很多种的 , 想要找到一种合适的配比材料 , 您得投入多少精力?
反过来说说我们的发动机 , 这么些年来 , 您以为航空发动机困扰我们的是设计吗?这个世界有啥设计能难倒我们中国人的?
难倒我们的是材料 , 这东西不是说一下子就能搞出来的 , 而是经过了几年 , 几十年 , 甚至是上百年的经验积累出现的成果 。
所以材料这东西 , 他不是发明出来的 , 他是经过了时间的摸索 , 经过了数以万计的各种材料不同配比调制出来的东西 。
这些个东西 , 就算是相同的原料 , 重量不一样调制出来的材料 , 他的性质都是千差万别 , 就算是原料相同 , 重量也一样 , 各个环节的温度不一样 , 调制出来的材料 , 他的特性也是天差地别的 。
所以材料这东西 , 不是一朝一夕就可以弄出来的 。
当然了 , 我们也没有必要气馁 , 您要知道我们国家1949年建国 , 到现在才多少年 , 之前的时间当中 , 我们有材料这个积累呢?现如今咋样了?
虽然发动机不如人家 , 那又咋样呢?也不看看我们才走了几年 , 一开始我们还没有发动机呢?所以这种差距随着时间的推移 , 我们会弥补上来的 。
时间在我们这里 , 而不是他们哪里 , 要有信心的 。
咋说呢?如果材料问题解决了 , 您还得面临另外一个问题 。
啥问题呢?用什么样的工具可以对这块材料进行切割 , 最终切出符合我们要求的形状?
怕了吧 , 您造出了非常坚硬 , 还抗高温抗腐蚀的材料 , 心情非常高兴 , 那么问题来了 , 您要用一个比他更加坚硬的工具把这货给切开 。
这就是为什么 , 在工具切削领域中 , 有一个名称叫“难加工材料” 。
您听听这名字 , 科学家都这么说 , 就知道对于材料的切削也是一个大的领域 。
其实每年对于材料切削的工具 , 他的论文没有一百也有八十 。
切削工具咱就不说了 , 还有航空发动机这玩意属于高精密的东西 。
说个数据您就明白了 , 目前航空发动机使用的叶片 , 他的单边余量要控制在0.05到0.1毫米 , 而铸造这种叶片的合格率也只有75% , 怕不怕吧?
这还不是最难的 , 就这种叶片他不是说造出来 , 而是您想象不到用生长的方法给长出来的 。
没相到吧 , 而这种单晶叶片可不是什么生物 , 而是实实在在的金属——镍钨合金 。
这种长出来的合金材料比同等质量的黄金都要珍贵 。
【科学重器|为什么航空发动机那么难造?】所以航空发动机最要命的地方 , 不是什么设计图纸 , 而是材料 , 您有多高的材料 , 您就能在这么高的材料上发挥你的想象设计你的图纸 。