突破材料极限助力探天入海应用

新华社北京5月21日电 记者手记：突破材料冰火极限 “探天入海”大显身手

新华社记者顾天成

走进中国航发航材院单晶叶片中心，一枚巴掌大小的叶片静静陈列——它以每分钟上万转的速度，在超过1500摄氏度的极端高温环境中飞旋。现场讲解员打了个比方：这相当于在滚烫的岩浆里，承受着五吨的拉力。

这枚叶片，是航空发动机的“心脏瓣膜”，更是材料科学挑战冰火极限后摘得的工业明珠。

正值新中国航空材料事业创建七十周年，记者在中国航发“国企开放日”的现场，从一片单晶叶片、一枚粉末涡轮盘、一个橡胶密封圈的故事里，触摸到了一代代科研人员“铸心报国、材料筑基”的赤诚与坚韧。

关于叶片的“军令状”

时间回溯到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成立。从“无图纸、无设备、无经验”的艰难起步，到如今自主研发出先进高温合金，这里完整见证了中国航空材料事业从跟跑到并跑、乃至局部领跑的漫长征途。

上世纪60年代，我国涡喷7发动机的改型任务迫在眉睫，但空心涡轮叶片制造技术仍是一片空白。关键时刻，时任北京航空材料研究所副所长的荣科立下了“军令状”：一年之内，必须研制出空心涡轮叶片。一年多后，试车成功，发动机推力大幅提升，中国由此成为世界上第二个掌握铸造空心涡轮叶片技术的国家。

再看当下，中国航发航材院专职总师李嘉荣，已潜心研究单晶高温合金三十二年。他带领团队发明的先进单晶高温合金，成本比国外同类合金降低了20%以上，性能却达到了国际先进水平。谈及研发，他的话语很实在：“许多合金元素贵如黄金。我们必须用更少的资源，做出更好的材料。”

如今，多型先进航空发动机上，都装配着中国航发航材院研制交付的涡轮叶片。

匠心智慧“磨一盘”

如果说航空发动机是现代工业“皇冠上的明珠”，那么粉末涡轮盘就是托起这颗明珠的“皇冠底座”。这枚关键部件工作时承受的离心力，相当于约四十吨重卡车的拉力，而其工作温度，甚至超过了黄金的熔点。

“它承载着叶片高速旋转，把热能转化为机械能，是发动机中单体质量最大、性能要求最高的部件。”中国航发航材院研究员王旭青解释道。

从制粉、挤压到锻造，十多道主要工序、近百道分工序，每一环都在考验科研人员的智慧与匠心。其中对纯净度的要求，苛刻到好比“在最细的沙滩上，五平方米的沙子里不能有超过二十颗杂质”。

经过不懈攻关，我国已建立起新一代粉末高温合金材料体系，成功研制出尺寸更大、结构更复杂的粉末涡轮盘。王旭青至今难忘，当看到自己参与研制的涡轮盘装载在翱翔蓝天的国产大型运输机上时，那份油然而生的自豪与责任，让她难忍泪水。

小密封圈有“大安全”

1986年，美国“挑战者”号航天飞机升空后爆炸解体。事后调查发现，罪魁祸首竟是一枚小小的O型橡胶密封圈——它在低温下失去弹性，导致了燃料泄漏。

看似不起眼，却容不得丝毫闪失。在中国航发航材院橡胶与密封材料事业部，记者看到，从直升机旋翼弹性轴承到飞机整体油箱密封，从航天员出舱服头盔到核电站长寿命密封圈，正是这一个个“小小的橡胶件”，撑起了国防与民生的“大安全”。

2025年12月，团队自主研发的民航维修用密封剂，获得了国内首张民用航空用化学产品设计/生产批准函，一举打破了国外在该领域的长期垄断。

其实，航空材料技术的舞台远不止于此。从神舟飞船的铝合金精铸件，到北京奥运会“巨幅画卷”的复合材料；从港珠澳大桥的防腐涂装，到国产载人深潜器的透明舷窗——这些“探天入海”的重大工程与国民经济场景中，处处闪耀着航空材料技术跨界应用的身影。

站在“十五五”的开局之年，中国航空发动机及燃气轮机事业迎来了新的发展机遇。广大科研工作者正向着更高承温能力的新材料、更复杂精密的制件发起攻关，朝着安全、速度、高度与航程的极限不断攀登。

“一代材料，一代装备。”中国航发航材院党委副书记王文强说。面向未来，航材人将传承红色薪火，矢志铸心强国，为加快航空发动机自主研制步伐，书写更加灿烂的材料华章。（完）