科创中国

针对航天三代发动机及武器发动机对轻质、高强材料及连接技术的需求，开展了难熔金属层状复合材料的研发工作。成功制备了多种规格的Nb/Re/Ir复合材料喷管；通过优化多台阶与沟槽结合的组合设计，获得了牢固可靠结合的Nb/C/SiC复合材料，突破了C/SiC复合材料喷管的连接技术瓶颈。授权发明专利：1、Nb/Re层状复合材料及其制备方法。专利号：ZL200810233660.9；2、Ta/W层状复合材料及其制备方法。专利号：ZL201110011880.9；3、一种Nb-W合金及其制备方法。专利号：ZL201210141534.7。技术经济指标：材料及热试车性能达到了规定的技术指标（括号中为达到的指标）。1）CVD铌化学成分≥99.5%（99.63-99.86%）。2）CVD铌密度及晶粒尺寸：密度≥8.53g/cm³（8.56-8.61g/cm³）；晶粒尺寸≤200μm（100-200μm）。3）CVD铌及复合材料界面：沉积铌应无空隙、裂纹和夹杂；界面无脱开、空隙等缺陷（达到要求）。4）Nb/C/SiC界面气密性：不允许有直径大于2mm的气泡快速逸出，允许有微小气泡冒出（达到要求）。5）Nb/C/SiC发动机热试车性能：连接处无漏火，身部结构完好；满足试车任务书要求（连接处无漏火，身部结构保持完好；满足了试车任务书要求）。6）Nb/Re复合材料室温强度≥500MPa（675MPa）；界面漏气率≤10-5Pa.L/S（2.1X10-8 Pa.L/S）。Nb/Re复合材料已应用于航天三代发动机喷管结构材料。航天科技集团上海801对Nb/Re/Ir发动机进行了性能考核验证，工作温度及性能达到设计要求，性能达到国外同类发动机的水平；Nb/C/SiC复合材料已实现在新型武器发动机领域的工程应用。通过了单机性能热试车验证、系统热试车考核试验和导弹发射试验，连接结构表现出优异的工艺稳定性和产品质量的可靠性，完全达到使用要求。关键技术的突破为我国航天第三代发动机及新型武器等重大工程的顺利进行提供了有力的关键材料及技术支撑，打破了国外的技术封锁，对国防能力建设具有重要意义，社会效益十分显著；为用户单位产生了约4000万经济效益。