近日，据美国设计新闻网站报道，陶瓷基复合材料(CMC)和金属基复合材料（MMC）在保护军用车辆、军事和航空航天飞船和空间飞行器长期以来发挥了重要作用。但这并不是发现这些轻而强的复合材料唯一的地方：它们出现在商业喷气发动机和工业涡轮机以及各种各样的电子产品等其他地方。
 

复合材料
 

     直到最近，由于这两种材料和制造过程的复杂性导致的成本高，这两种材料应用于一些高端市场。金属基复合材料通常是为具备几个属性的非常具体的应用开发的。例如，MMC用于航天器可能需要耐高温和低重量。这些复合材料通常是由完全不同的金属或其他材料,如碳化硅颗粒、陶瓷颗粒或纤维增强的金属基体制成的。CMC由颗粒或纤维增强的陶瓷基体制成。增强材料可能是陶瓷、碳化硅、氧化铝、或碳。这些复合材料是有价值的，由于其热性能可以超越金属基复合材料，而且重量更轻，强度高，耐磨。

     尽管CMC设计和制造通常用于热管理和军用车辆的装甲，它们也被原设备商内部开发，如GE航空和普惠公司用于取代发动机高压涡轮热端金属部件。根据最近Technavio的市场报告，CMC用于喷气发动机以及电子产品材料的研发工作，会引发未来几年这些材料的生产快速增长。

     GE航空从事将CMC用于商业和军事喷气发动机组件已20多年。通用电气的CMC技术内部开发CMC和先进聚合物基复合材料的研究总经理Jonathan Blank 表示，由于其强度、韧性以及大规模生产能力，GE正在将CMC引入喷气发动机以及工业燃气涡轮机的热端，好处包括显著减小重量、排放和发动机噪音。

     最著名的研发结果将是通用电气的LEAP发动机的一部分。由通用电气和CFM国际公司合资企业开发。今年开始飞行测试，将在2016年投入运营。其高压涡轮导向器内环将使用CMC材料由通用电气内部设计和建造。接下来将是GE9X发动机，将在2020年左右问世。该发动机将包括在燃烧室和高压涡轮部分采用CMC组件。通用电气也将CMC用于军事喷气发动机组件。

     用CMC先进材料改变了设计师的设计方法。"航空业内外，过去几十年的范式首先设计你的组件、模块、或系统，然后选择你想要或可以使用的材料。Blank说。“但这些先进材料，你需要知道如何制造材料系统以充分利用它。这将改变设计师的思维方式。”

责任编辑：王元

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