航空发动机核心,铼金属实现国产化:中国储量176吨,年产量仅2吨

大家都看过航天飞机的起飞过程,其实它们的起飞离不开一个发动机,不同于汽车飞机的发动机,它的制造材料非常昂贵且稀有,在国内的储量也非常低。

究竟是什么材料如此稀有呢?

它就是叫做铼的金属材料,是一种银白色的金属,与其他元素共同存在于一种铜矿里,可以在发动机中得到应用,世界近80%的铼金属都应用到了航空发动机上。

而这一金属元素的储量非常低,在地下的含量只有十亿分之一,非常难以发现,是人类探寻到的最后一种金属元素。

航空发动机核心,铼金属实现国产化:中国储量176吨,年产量仅2吨

中国矿产资源如此丰富,铼金属的储量也只有176吨,年产量也只有2吨。

铼金属的强度非常高,在高温高压,腐蚀和冲击等情况下都能完好无损,生产出来的发动机产品不仅不会变形开裂,还能具有超长的使用寿命。

该材料生产出来的产品究竟有多牛呢?

就拿我们开始说到的航天飞机来说,搭载的航空发动机可谓是工业水平最高的机械设备之一,科技含量很足,造价几乎占据了整个航天飞机的3成。

其核心部件就是旋转叶片,制造材料就是铼金属,看起来非常轻薄的叶片,每一片能够抵抗的能量堪比一台重型汽车,面对突破高温的大气层,进入超低温的外太空等各类环境,这种叶片都能正常运转。

航空发动机核心,铼金属实现国产化:中国储量176吨,年产量仅2吨

曾经科研人员做过一次实验,在航空发动机运行至1600多度的高温环境下,只有铼金属制造出来的叶片不会被融化,而且还能面对几十个大气压的压力从容运转,可见铼金属对航空飞机的发展具有决定性意义。

铼金属在国际市场中的掌控情况是怎样的呢?

因为铼金属可以用于航空发动机,那么制造飞机的大国对其需求势必是最高的,而美国正是凭借这一点成了全球铼金属的需求大国,全球四家航空发动机的龙头企业,有一半都出自美国本土,他们合计垄断了世界97%的飞机发动机市场。

美国凭借这一需求,每年对铼金属的消耗量高达40吨,即便是军用飞机行业发达的俄罗斯,年需求也不过5吨,至于国内,由于航空发动机发展起步晚,且水平略有差距,因此年产量和消费量都在2吨上下。

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不过需求量高并不代表储量高,美国在这一材料方面不得不依赖于海外进口,如今世界铼金属储备最多的是智利,总量高达1300吨,美国为390吨,俄罗斯310吨,中国只有237吨。

看到铼金属的储备量如此稀少,美国企业迅速开始了资源的掠夺,不仅组建了世界铼金属第一大生产企业,还远赴智利等地进行资源开采,如今欧盟和俄罗斯等国也都开始了对铼金属的控制。

中国储备并不高,未来会不会被外企垄断呢?

虽然国产铼金属总量不多,但这只是国内已探明的资源储备,未来还会有更多的铼金属资源会被勘探出来。2010年的时候,国内就在陕西探明了一个176吨储量的铼金属矿,该矿产在全球占比高达7%。

2017年也曾探明了一个产量30吨的铼金属矿,因此在没有完全开发完毕前,我们无法断言国内究竟有多少铼金属,说会被垄断还为时尚早。

航空发动机核心,铼金属实现国产化:中国储量176吨,年产量仅2吨

而且铼金属虽对于航空发动机很重要,但并非万能的,发动机叶片研发制造的难度系数颇高,很容易出现杂质和裂纹,一旦出现这种问题就得报废处理。同时铼金属的掺入会让叶片更容易产生缺陷,也即是说这种叶片的韧性虽然很高,但是报废毁弃的概率也越大。

总结

因此国内还需要进一步提高研发的技术水平,并且在依赖铼金属的同时转型寻找新的替代产品,以防未来产能枯竭带来的材料缺失。

如今国内已经在航空发动机叶片的研发上取得了不小的进步,其油耗和使用寿命都已经达到了国际标准,未来只需加大对该产品的改良,一定能够助力国产航空发动机取得更高的突破。

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页面更新:2024-03-04

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