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近日，浙江某民营新材料科技有限公司于2018年建成的国内首条第二代10吨级连续碳化硅陶瓷纤维生产线（以下简称连续SiC纤维生产线）顺利通过国家环保部门竣工验收，再加上江苏省某民营陶纤新材料有限公司于2016年建成投产的10吨级第一代连续SiC纤维生产线，以及福建某电子科技股份公司2019年刚刚建成投产的多条总产能达10吨的第二代/第三代连续SiC纤维生产线，我国高性能连续碳化硅陶瓷纤维总产能已突破33吨（还有军方吨级连续SiC纤维生产线若干条），虽然总产量还仅仅是日本年总产量的十分之一左右（据不完全统计，日本最大的两家连续SiC纤维厂家：宇部兴产和日本碳素公司最新年产能均突破150吨），但已经能够初步满足我国高科技国防工业以及民用大飞机用发动机对该材料的迫切需求。 早在20世纪80年代，法国研制生产的“幻影 2000”战斗机用M53涡扇发动机鱼鳞板内侧及尾喷管就采用了第一代连续SiC纤维材料。独立军事观察家根据公开资料披露推测，目前我国研制生产的第一代SiC 纤维材料主要应用于卫星的空间高速碎片防护以及歼10B-TVC战斗机上的“太行”发动机推力矢量尾喷管调节密封片这些温度较低的部件应用上。第二代连续SiC纤维在空气中的使用温度为1250℃左右，除可继续大幅提高推力矢量尾喷管调节密封片寿命以外，还可以用于推比8一级现役发动机的性能改进。 据公开资料披露，华北某航空航天大学应用国产第二代连续SiC纤维材料制备出某型发动机SiCf/SiC涡轮转子叶片，SiCf/SiC导向器叶片，SiCf/SiC复合材料密封片、SiCf/SiC复合材料密封环，并顺利通过了装机考核。与常规的高温金属件相比，SiCf/SiC 复合材料涡轮转子叶片减重72%，导向器叶片减重58%，密封片减重49%，密封环减重78%。国内首个XX发动机隐身喷管也采用了第二代连续SiC纤维材料技术。独立军事观察家根据上述材料推测，为歼20A状态战斗机准备的“太行”涡扇10D发动机很可能就是我国第一种隐身发动机现役量产型号，国产第二代连续SiC纤维“功不可没”。 第三代连续SiC纤维在空气中的使用温度为1500℃以上，最高可达1800℃。日本最新公布的五代机“大推”:XF9-1发动机原型机就大量采用了该国自行研发的第三代连续SiC纤维部件，使其发动机性能与美国F119发动机处于同一水平，涡前温度更达到惊人的1800℃。我国也已研制成功第三代连续SiC 纤维材料，性能与日本同类产品Hi-Nicalon S 相当。通过与福建某民营电子科技股份公司的合作，已建成了批量生产线，目前已经开始试生产工作。据公开资料披露，其研制的某型第三代连续SiC 纤维材料纤在氩气中1900℃保温1小时后强度保留率可达90%，是目前国内报道耐温性能最好的SiC 纤维，可用于推比10到推比12 涡扇15，涡扇19发动机的最新改进改型中。除此之外，第三代连续SiC 纤维材料还是未来环保型核动力航空航天发动机，核聚变发电站用核燃料组件外套保护管的理想材料，具有极其优良的高温安全和耐辐射性， 我国也正在对此应用进行积极研究。 |
