航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件需要有極高的耐熱性，目前主要是依靠鎳基超級(jí)合金。通過(guò)使用碳化硅（SiC）纖維，日本的制造商已經(jīng)找到了一種陶瓷基復(fù)合材料，比鎳基超級(jí)合金強(qiáng)度增強(qiáng)兩倍，耐熱性提高20%，但重量反而要輕三分之一。

美國(guó)通用電氣GE公司為其最新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)采用了一種基于碳化硅纖維的陶瓷基復(fù)合材料，并且已經(jīng)應(yīng)用在了LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)中，裝配在單通道客機(jī)空客A320neo上，于去年已經(jīng)投入服役。

空客A320neo客機(jī)具有較高的燃油效率，由兩家公司提供的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中一個(gè)是通用電氣GE公司與法國(guó)賽峰飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司合資的CFM國(guó)際公司。CFM國(guó)際公司是第一家在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上使用陶瓷基復(fù)合材料的公司。該材料目前還僅用在發(fā)動(dòng)機(jī)少數(shù)幾個(gè)部件上，但其引入可能預(yù)示著航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

碳化硅纖維通過(guò)熔化碳和硅的化合物（稱為聚碳硅烷），然后通過(guò)噴嘴吹掃制成約10微米直徑的纖維，然后將這些纖維進(jìn)行特殊的電子束真空處理，可以防止其暴露在極高溫度下時(shí)性能劣化，最后，這些纖維被編織成可以用于陶瓷基復(fù)合材料的布狀片材。這樣制成的輕質(zhì)高耐熱陶瓷，能承受航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的高溫。

目前，日本宇部興業(yè)公司（Ube Industries）和日本碳素公司（Nippon Carbon）是世界上唯一可以生產(chǎn)碳化硅纖維的公司。就連美國(guó)化學(xué)巨頭陶氏化學(xué)（Dow Chemical）公司和康寧（Corning）公司也只是試圖在商業(yè)上生產(chǎn)這種材料。

在20世紀(jì)80年代后期，碳化硅纖維的應(yīng)用很少，日本碳素公司的碳化硅纖維業(yè)務(wù)處于嚴(yán)重負(fù)債中。后來(lái)，世界上最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商GE公司開(kāi)始考慮在某些發(fā)動(dòng)機(jī)部件中，使用輕質(zhì)新材料替代鎳合金。嗅到巨大商機(jī)的碳素公司立馬著手將碳化硅纖維的耐熱性從1300攝氏度提升到了1500攝氏度以上，而這正是航空發(fā)動(dòng)機(jī)所需的范圍。

這項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)令人望而生畏，但碳素公司創(chuàng)新式的將碳纖維的大量分子量暴露給電子束達(dá)到了這一目標(biāo)。不久后，該公司又研發(fā)了能夠承受高達(dá)1900攝氏度的碳化硅纖維，這一成果輕松說(shuō)服了GE將其應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上。

與鎳合金不同，碳化硅纖維不需要任何空氣冷卻就可以承受1600攝氏度，這也使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)⒏嗟目諝赓|(zhì)量用在做功上，而不像之前用在冷卻上，從而提高燃油效率。

GE正在為其GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)采用碳化硅纖維基陶瓷，這將為波音的下一代大型噴氣式客機(jī)提供動(dòng)力。GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)的4個(gè)主要部件，包括高壓渦輪機(jī)中的葉片和噴嘴，都將采用碳化硅纖維基陶瓷替代鎳合金制成。這一點(diǎn)將使得燃油效率提升2%。

相比于性能，碳化硅纖維更廣泛商業(yè)用途的主要障礙是它們的價(jià)格：它們比碳纖維貴100倍，每公斤需要3000~1萬(wàn)日元（折合27~90美元）。新纖維的大規(guī)模需求只有在成本下降時(shí)才會(huì)上漲，此外改進(jìn)制造技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)將是至關(guān)重要的。