中国发现超级金属 用以制作航空发动机可耐1700度高温不被融化

长期以来航空发动机一直都是我国航空工业中的一个短板。现在，我国部分军用飞机依然使用国外发动机，而在商业航空领域，C-919大型喷气式客机使用的发动机也产自一家美法合资企业。

为了尽快补足这块短板，国家一直在加大航空发动机的研发力度。国务院印发的《中国制造2025》明确提出要“建立发动机自主发展工业体系”，在十三五期间，我国又启动了航空发动机和燃气轮机重大专项。如今，航空工业持续发力，正不断缩小着与国际一流发动机的差距。

航空发动机每秒散热1700多度，唯有“铼”金属不被熔化

在河北廊坊科技园，一款为无人机和商务机而设计的航空发动机正在进行150小时试车，考核发动机在各种状态下技术性能和可靠性及寿命等综合指标。

中国科学院工程热物理所所长朱俊强：150小时做完了，首飞保证就没问题了，可以到不同高度进行试飞了，这个发动机基本定型。

航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一，需要在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下工作，并满足功率大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长等众多十分苛刻甚至相互矛盾的要求，因此航空发动机被誉为现代工业的“皇冠”。我国虽然已经是国际上为数不多的几个可以独立研制航空发动机的国家之一，但是航空发动机性能不达标，一直都是中国航空业的一块心病。

十三五期间，我国启动了航空发动机和燃气轮机重大专项，航空工业持续发力，不断缩小与国际一流发动机生产企业的差距。

中国科学院工程热物理所轻型动力实验室实任徐纲：这一款涡扇发动机它的耗油率，它的寿命，这些指标都达到了国际先进水平，国内也是个空白，所有的零件都是自主设计，然后自主生产，尤其是像里面的高温的单晶涡轮叶片，实际上就是可以说发动机里面，加工的难点中的难点。

单晶叶片处于航空发动机中温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位，是航空产品第一关键零件，它的铸造工艺直接决定了航空发动机的性能。

在这台1000公斤推力的发动机中心，核心部件就是眼前这60片单晶叶片。发动机将空气进行压缩之后压入燃烧室，在有限的空间内和燃料发生剧烈燃烧，产生猛烈的燃气喷射流，推动这些叶片高速旋转，让看似单薄的零件迸发出惊人的动力，每一片叶片输出的马力都相当于一台2.0排量的SUV汽车。

朱俊强：我们一千公斤级的发动机，它的高压转速都在三万多转接近四万转，大概的切向速度就是每秒种450米左右，温度大概是1720多度。

为了防止熔化，工程技术人员把每一片叶片都制作成空心，中间还设计了一个精密而复杂的冷却系统。冷却系统带走的热量，可以在1/20秒、甚至更短的时间内烧开一壶水。但是在1700度的高温之下，普通金属还是不够耐热。生产单晶叶片，离不开一种珍贵的稀有金属-铼。

在成都航宇超合金技术有限公司，我们见到了单晶叶片生产中最为关键的金属——铼。这是人类发现最晚的天然元素，因为发现者是德国化学家，因此以莱茵河的名称命名为铼。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小，比钻石更难以获取。根据美国地质调查局的报告，全球探明的铼储量仅为2500吨左右，铼的价格跟白金的价格相仿，一克大概需要两三百块钱。

能够提纯铼金属的，是成都航宇超合金技术有限公司的母公司，这是一家上市的矿业公司。2010年，这家公司在其下属的陕西省洛南县黄龙铺钼矿区矿山中斟探到铼，储量达到176吨，约占全球储量的7%，仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。近年来，随着航空工业的发展，铼消费量的年均增长率为3%，虽然价格不菲，却一直处于供不应求的状态。

为了找到获得更多的铼金属，成都航宇超合金技术有限公司通过与湖南有色研究院的合作，用一年多的时间攻克了技术难题，实现了铼的提纯。但是坐拥这样的稀缺资源，张政和股东们却发现这种稀有金属在国内却几乎没有销路。