SiC/SiCの応用分野

SiC/SiC優れた耐熱性を持ち、航空機エンジン用途において超合金に取って代わるだろう。

高い推力重量比は、先進航空エンジンの目標です。しかし、推力重量比の増加に伴い、タービン入口温度は上昇し続け、既存の超合金材料系では先進航空エンジンの要求を満たすことが困難になっています。例えば、推力重量比がレベル10の既存エンジンのタービン入口温度は1500℃に達していますが、推力重量比が12～15のエンジンの平均入口温度は1800℃を超え、これは超合金や金属間化合物の使用温度をはるかに超えています。

現在、最高の耐熱性を持つニッケル基超合金でも、到達温度は約1100℃までである。一方、SiC/SiCは使用温度を1650℃まで高めることができ、航空機エンジンの高温部構造材料として最も理想的なものと考えられている。

ヨーロッパやアメリカ、その他の航空先進国では、SiC/SiC航空機エンジンの固定部品については、M53-2、M88、M88-2、F100、F119、EJ200、F414、F110、F136などの軍用・民間航空機エンジンを含め、実用化と量産化が進んでいます。回転部品への応用はまだ開発・試験段階にあります。中国における基礎研究はゆっくりと始まり、海外の工学応用研究とは大きな隔たりがありますが、成果も上げています。

2022年1月、西北工業大学は国産材料を用いて新型セラミックマトリックス複合材で航空機エンジンのタービンディスク全体を製造し、初飛行試験に成功した。これは国産セラミックマトリックス複合材ローターが初めて飛行試験プラットフォームを搭載した事例であり、無人航空機（UAV）/ドローンへのセラミックマトリックス複合材部品の大規模応用を促進するものでもある。