2024探天入海材料测评：突破极限的尖端科技精选

新华社北京5月21日电 记者手记：挑战极端环境 尖端材料护航“探天入海”

新华社记者顾天成

在中国航发航材院单晶叶片中心，一枚仅巴掌大小的叶片静置展示。它的工作环境严苛至极：每分钟旋转超万次，同时承受超过1500摄氏度的高温灼烧。现场技术人员给出一个直观对比：其工况相当于在熔融岩浆中，持续承受五吨重的离心拉力。

这枚叶片，是航空发动机的核心“心脏瓣膜”，更是材料科学突破极端温度壁垒后，锻造出的尖端工业结晶。

时值新中国航空材料事业创立七十周年，记者在中国航发“国企开放日”活动中，通过单晶叶片、粉末涡轮盘、特种密封圈等关键材料的研发故事，切身感受到科研工作者“铸心报国、材料筑基”的技术执着与产业担当。

叶片攻坚：从技术空白到自主可控

1956年5月26日，中国航发航材院的前身——北京航空材料研究所正式组建。从最初缺乏图纸、设备和经验的艰难创业，到如今实现先进高温合金的自主研制，该机构完整参与并推动了中国航空材料从技术引进、同步研发到部分领域领先的全程演进。

上世纪60年代，为满足涡喷7发动机改型的紧迫需求，空心涡轮叶片制造技术成为必须攻克的关键。面对空白，时任北京航空材料研究所副所长的荣科毅然立下“军令状”，要求团队在一年内完成研制。历经四百余天奋战，空心涡轮叶片试车成功，显著提升了发动机推力，使我国成为全球第二个掌握该铸造技术的国家。

当前，中国航发航材院专职总师李嘉荣已专注单晶高温合金研究三十二年。他带领团队开发的先进单晶高温合金，在性能达到国际先进水平的同时，将成本较国外同类合金降低了20%以上。谈及研发逻辑，他的观点直接而务实：“部分关键合金元素价格堪比黄金。我们的核心任务，就是用更优化的成分配比和工艺，实现材料性能与成本的最佳平衡。”

如今，由中国航发航材院研制交付的多型涡轮叶片，已稳定装配于各类先进航空发动机。

粉末冶金：托举“工业皇冠”的基石

若将航空发动机比作现代工业“皇冠上的明珠”，那么粉末涡轮盘便是承托这颗明珠的“关键基座”。该部件在工作时需承受巨大的离心载荷，相当于约四十吨卡车的拉力，其工作温度甚至超过了黄金的熔点。

“涡轮盘的核心功能是承载并驱动叶片高速旋转，将高温燃气的热能高效转化为机械能。它是发动机中单体质量最大、力学与热学性能要求最为严苛的核心部件。”中国航发航材院研究员王旭青如是阐述。

从超纯净粉末制备、热等静压挤压到精密锻造，整个流程涵盖十余道主工序、近百项细分步骤，每一步都凝聚着科研人员的专业智慧与工艺匠心。其中对材料纯净度的控制标准极为苛刻，形象而言，其要求堪比“在五平方米的极细沙粒中，杂质总数不得超过二十颗”。

通过持续技术攻关，我国已构建起完整的新一代粉末高温合金材料体系，并成功研制出尺寸更大、结构更复杂的粉末涡轮盘。王旭青清晰记得，当目睹自己参与研制的涡轮盘装配于国产大型运输机并翱翔天际时，那种源于技术突破的自豪感与沉重责任，令她心潮澎湃。

密封技术：微小部件关乎系统安全

1986年，美国“挑战者”号航天飞机在升空后爆炸解体。事故调查的最终结论指向一个关键失效点：一枚O型橡胶密封圈在低温环境下失去弹性，导致燃料泄漏引发灾难。

密封件虽小，却直接关系到整个系统的安全边界。在中国航发航材院橡胶与密封材料事业部，记者了解到，从直升机旋翼的弹性轴承、飞机整体油箱密封，到航天员出舱服的头盔界面密封、核电站的长寿命密封组件，正是这些“不起眼的橡胶件”，在国防装备与重大民用设施中构筑起可靠的安全屏障。

2025年12月，该团队自主研发的民航维修用高性能密封剂，获得了国内首张民用航空化学产品设计/生产批准函，成功打破了国外厂商在该细分领域的长期技术垄断与市场壁垒。

航空材料技术的应用疆域早已超越蓝天。无论是神舟飞船的精密铝合金铸件、北京奥运会开幕式“画卷”的轻质复合材料，还是港珠澳大桥的超长效防腐涂层、国产全海深载人潜水器的耐压透明舷窗——在众多“探天入海”的国家重大工程与国民经济关键领域，航空材料技术的转化与跨界应用正发挥着不可或缺的支撑作用。

站在“十五五”规划的新起点，中国航空发动机及燃气轮机产业面临新的战略机遇。科研战线正聚焦于更高承温能力的新材料体系、更复杂精密构件的制造技术，持续向装备的安全性、速度、升限与航程等综合性能极限发起挑战。

“一代材料技术，决定一代装备水平。”中国航发航材院党委副书记王文强总结道。面向未来，航材科研队伍将继续传承使命，聚焦航空发动机自主研制战略需求，在关键材料领域持续创新突破，为装备升级与产业发展谱写新的技术篇章。（完）