在航空航天場景中,發(fā)動機是尤為重要的組成部件,發(fā)動機的品質直接影響各項性能指標。而發(fā)動機內部在運作中屬于超高溫環(huán)境,目前主要采用帶陶瓷涂層的高溫合金,材料的最高耐受溫度在1000-1100攝氏度。
隨著全球軍事力量的不斷提升,新一代戰(zhàn)機在性能上提升較大。第五代新型戰(zhàn)機中,發(fā)動機內部溫度高于1700攝氏度,普通的耐高溫合金已無法滿足需求。碳化硅復合材料是最有可能成為該項材料的替代品,耐受溫度在1300-1700攝氏度。
碳化硅復合材料屬于超硬材料(莫氏硬度9.5),材料各向異性及分布不均,多層材料熱力學性能失配,導致加工難度大,常規(guī)工藝無法進行。傳統(tǒng)金剛石磨削方式,主要缺點是拉應力集中引發(fā)材料結構的撕裂與崩邊,從而出現(xiàn)表面缺陷及二次損傷,對航空航天中對材料質量要求相悖論。
飛秒激光拋光則將拉應力轉化為壓應力,通過精密細化加工效果,減少二次損傷,一致性良好。目前通過超快飛秒激光加工Sic復合材料仍在實驗階段,暫未量產(chǎn)替代,未來將發(fā)展更多可能。
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