05.13 無情的壟斷市場!美國果然陰險,中國自主研發是否還能簡單實現?

航空發動機是一種高度複雜和精密的熱力機械,為航空器提供飛行所需動力的發動機。作為飛機的心臟,被譽為“工業之花”,它直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性,是一個國家科技、工業和國防實力的重要體現。目前,世界上能夠獨立研製高性能航空發動機的國家只有美國、俄羅斯、英國、法國等少數幾個國家,技術門檻很高。發動機研究和發展工作的特點是技術難度大、耗資多、週期長,發動機對飛機的性能以及飛機研製的成敗和進度有著決定性的影響,而且發動機技術具有良好的軍民兩用特性,對國防和國民經濟有重要意義。因此,世界上幾個能獨立研製先進航空發動機的國家無不將優先發展航空發動機作為國策,將發動機技術列為國家和國防關鍵技術,給予大量的投資,保證發動機相對獨立地領先發展,並嚴格禁止關鍵技術出口。一些航空發動機後起工業國家也已制訂了重大的技術發展計劃,試圖建立獨立研製或參與國際合作研製先進航空發動機的能力。

無情的壟斷市場!美國果然陰險,中國自主研發是否還能簡單實現?

為滿足21世紀各種航空器發展的要求,航空發達國家從二十世紀80年代末開始實施新的渦輪發動機技術發展計劃,所取得的階段成果已經成功地用於一些在役發動機的改進改型和新型號研製,目前正處於最終目標的驗證階段,眾所周知,全世界的發動機都是按照同一個原理來研製,關鍵的差異就在於材料的選用和對材料的處理,這就包括鑄造過程中選用的溫度、壓強等。其次重要的也就是工藝技術的先進程度了。其中除去對材料的基本研究差異以外,還有一個至關重要的原因是:某些材料會因為質地差異,在各國之間分佈不均,且極其稀少。就比如說“錸”,錸是一種化學元素,符號為Re,原子序為75。錸是種銀白色的重金屬,在元素週期表中屬於第6週期過渡金屬。它是地球地殼中最稀有的元素之一,平均含量估值為十億分之一,同時也是熔點和沸點最高的元素之一。錸是鉬和銅提煉過程的副產品。其化學性質與錳和鍀相似,在化合物中的氧化態最低可達−3,最高可達+7。

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鎳錸高溫合金可用於製造噴氣發動機的燃燒室、渦輪葉片及排氣噴嘴。這些合金最多含有6%的錸,這是錸最大的實際應用,其次就是作為化工產業中的催化劑。錸比鑽石更難取得,所以價格高昂,平均每公斤售4,575美元(每金衡盎司142.30美元)。由於錸可應用在高效能噴射引擎及火箭引擎,所以在軍事戰略上十分重要。錸是一種銀白色金屬,其熔點在所有元素中是繼鎢和碳之後第三高的,沸點則居首位。其密度在元素中排第四位,前三位分別為鉑、銥和鋨。錸具六方密排晶體結構,晶格常數為a=276.1pm和c=445.6pm。商業用的錸一般呈粉末狀,可在真空或氫氣中經壓制或燒結制成高密度固體,其密度為金屬態的90%以上。錸金屬在退火時延展性很高,可彎曲和捲起。錸﹣鉬合金在10K時是超導體,鎢﹣錸合金的超導溫度則在4至8 K。錸金屬在1.697 ± 0.006 K時成為超導體。

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錸可增強鎢的物理性質,鎢﹣錸合金在低溫下可塑性更高,易於製造、塑形,且在高溫下的穩定性也得以提高。這一變化會隨錸的含量而增加,所以鎢﹣錸合金含有27%的錸,這也就是錸在鎢中的溶解極限。X射線源是鎢﹣錸合金的其中一個應用。鎢和錸的熔點和原子量都很高,有助於抵抗持續的電子撞擊。這種合金還用作熱電偶,可測量最高2200 °C的溫度。錸到底又多稀有,中國又在這方面吃過虧嗎?最可惜的是,錸主要分佈於歐美地區,所以大部分的銷售以及開採都掌握在美國人手中,因為錸的稀有,加上美國的狼子野心,據統計,錸近年來是越來越短缺。為了生產出高質量的發動機,所以美國開始在市場上施行壟斷。這對中國相當不利,要知道中國現在對發動機配件的要求已到第四代晶體,但是錸資源的缺少讓我們的發動機的性能和壽命都相當受限,最嚴重的是如今我國對錸的儲量已不足240噸,形式相當不利,不過我們的科學家已在努力尋找新的元素,想以填補這個空缺。


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