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2017年,「錸」再現中國,成功打破西方國家的壟斷

2024-03-08科學

前言。

在人類的持續探索中,科學家們發現並歸納出了「元素周期表」,但他們也斷言自然界一定還存在著尚未為人類所知的元素,錸便是其中之一。

雖然錸是一個稀有金屬元素,但它的存在卻對人類科技的發展起著至關重要的作用,自上世紀50年代起,錸合金便成為了航空發動機上必不可少的材料。

然而,錸的獨特性質並未滿足於此,科學家們一直在努力探索錸的更多套用領域,並希望透過錸合金推動人類工業的發展,並透過新技術推動航空發動機產品的國產率。

當初門得列夫預言科學家們最終還將在元素周期表上發現這些元素,但他們絕不會料到,這一新元素將如此改變世界,那就是錸。

一、「科學家的預言」。

1869年,俄羅斯化學家門得列夫根據已知的元質性質創作出元素周期表作品,並根據現有的元素知識預言,認為某些元素必定仍然潛伏在未知領域中,等待人類的發現。

幾十年後,這個「奇妙」的預言真的出現了,1913年,英國天才科學家亨利莫塞利開創了原子序數概念,並指出元素周期表中至少還有4種未發現的元素,其中第75號元素正是錸。

1925年5月,科學家經過整整三年的努力,並成功在實驗室中提取出0.002克的錸。

為了紀念他們的艱辛勞動,科學家選擇用萊因河的拉丁譯名「Rhenus」來命名這一元素,迄今為止,這個物理性質穩定且存在時間較長的銀黑色金屬,便是人類最後一個被發現的穩定元素。

雖然錸是一種地質中極為稀有的元素,但憑借其耐高溫、耐腐蝕的特性,自20世紀50年代開始,在航空、化工等領域得到了廣泛的套用。

尤其是在航空領域,錸合金幾乎成為了航空發動機核心部件的標配,其耐高溫、抗變形的特點,極大地提高了發動機的工作效率。

據統計,當前全球80%的錸都被用於航空領域,光是美國每年的錸消費量就高達40噸左右。

要知道錸作為航空發動機的「靈魂元素」,其關鍵性可想而知,就連全世界三大航空發動機制造商中,美國通用公司、普惠公司以及英國羅爾斯·羅伊斯公司,一年中也要消耗掉全球68%的錸。

所以在過往的時間裏,美國不僅占據著錸資源的絕對優勢,更透過居高臨下的姿態將錸買賣區分得清清楚楚,甚至連國際合作中的技術交流都不讓分毫。

為此,中國一直未能擺脫對於航空發動機中關鍵零部件錸合金的依賴,直到2017年,一家中國民營企業在經歷了十余年的創新探索之後,終於率先攻克了錸合金航空發動機葉片的研發難關,標誌著中國在航空發動機葉片材料領域取得了重要突破,並成功打破了西方國家在該領域中的技術壟斷。

中國的航空業發展勢不可擋。

自新中國成立以來,特別是改革開放以來,中國的航空事業取得了令人矚目的成就。

在航空發動機制造領域,中國不僅率先自主研發出了渦輪軸流發動機和渦輪螺旋發動機,而且還成功研制出了高溫合金品種,如國產航空發動機用的高溫鎳基合金,開創了中國航空發動機材料國產化的先河。

由於高溫合金中不可或缺的航空發動機葉片技術在國際上處於技術封鎖狀態,中國決心透過自主創新攻克這一難關,2011年,航宇公司在洛南鈾鉬礦區發現了錸資源,並成功自主研發出了具有自主智慧財產權的錸合金航空發動機葉片技術。

2017年,航宇公司成功套用國產錸合金材料制造出滿足國際標準的單晶葉片,實作了從「世界錸供應商」到「中國技術創新」的華麗轉身,標誌著中國航空發動機關鍵零部件實作了國產化,為中國航空事業的發展註入了強大動力。

此外,中國航空業在發動機制造、材料研發及航空動力等領域也取得了一系列創新成果,航空發動機從原先完全依賴進口,到如今已實作從設計研制到大規模生產,再到自主研發核心技術,航空發動機相關支持產業鏈的發展也日益完善。

飛機動力集團、航發集團等國內知名企業在國際航空航天領域嶄露頭角,同時,中國在航空發動機、航空材料等領域制定了一系列發展規劃和政策措施,為中國航空事業的發展註入了強大動力。

隨著航空發動機關鍵零部件國產化率不斷提高,中國航空業的發展前景必將更加光明,中國制造的翅膀定能翺翔於藍天白雲之上。

二、「中國的錸」。

錸以其極高的熔點和抗腐蝕性成為了高溫合金中的重要添加元素,尤其在航空發動機領域發揮著不可替代的作用,每一枚航空發動機葉片背後都離不開這塊「明星材料」,占據著全球80%以上的錸資源。

中國自上世紀50年代開始涉足錸礦勘探開采工作,雖然探明中國錸礦資源規模不大,但卻具有豐富的市場套用前景和發展潛力。

過去幾十年間,中國多次取得錸礦資源開發利用的關鍵突破,不僅為國民經濟發展增添了動力,更為航空航天等高新技術領域的發展註入了新的活力。

2017年,在中國科學家的不懈努力下,中國又發現了一批大規模的錸礦資源,這無疑將為中國航空航天事業的發展提供了寶貴的支持和保障。

盡管中國在錸資源探明儲量方面仍存在不足,但透過持續不斷地科技創新和資源整合,中國必將實作航空發動機材料的全面國產化,讓「中國的錸」為國家的未來發展添上一片明媚的陽光。

三、「迎難而上」。

正如錸合金在航空領域扮演著關鍵角色一樣,航空發動機也是航空器的「心臟」,而單晶錸合金葉片,則是航空發動機中不可或缺的關鍵部件。

為了實作航空發動機單晶葉片的國產化,自2009年起,中國相關企業便展開了一場艱辛的「源頭創新」之旅。

2010年,成都航宇超合金技術有限公司在中國洛南地區發現了一處錸資源儲量高達176噸的大規模錸礦。

2017年,中國安徽省涇縣湛嶺的鉬礦床中又發現了一處大規模的錸礦資源,兩處礦區中的錸礦資源總儲量接近230噸。

這些重要的發現為中國航空發動機材料的國產化提供了寶貴的支持和保障。

2017年3月,中國航空發動機自主研制計畫正式啟動,這標誌著中國航空發動機研發制造邁上了新的台階。

在未來,中國航空發動機計畫將重點打造中小推力渦扇發動機、大直徑渦輪扇葉、單晶渦輪葉片等關鍵技術和產品,為中國航空領域的發展註入動力。

筆者認為。

作為中國航空業和國防科技發展的關鍵材料,錸合金在航空發動機制造中起著舉足輕重的作用,其獨特的耐高溫、抗氧化和抗腐蝕能力,為航空發動機提供了穩定可靠的保障。

中國地大物博,中國也擁有很多類似錸這樣的「寶藏」資源。

中國航空發動機的自主研發已經取得了重要進展,相信隨著中國科技實力的不斷提升,中國航空業的發展前景一定會更加光明。