SiC/SiCの応用分野

SiC/SiC耐熱性に優れており、航空エンジン用途では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、推力重量比の増大に伴い、タービン入口温度は上昇し続け、既存の超合金材料システムでは先進航空エンジンの要件を満たすことが困難になっています。例えば、推力重量比レベル10の既存エンジンのタービン入口温度は1500℃に達し、推力重量比12～15のエンジンでは平均入口温度が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、耐熱性が最も優れたニッケル基超合金でも1100℃程度までしか使用できません。SiC/SiCは1650℃まで使用温度を上昇させることができ、航空エンジンのホットエンド構造材料として最も理想的と考えられています。

ヨーロッパやアメリカなどの航空先進国では、SiC/SiCM53-2、M88、M88-2、F100、F119、EJ200、F414、F110、F136などの軍民両用航空エンジンを含む航空エンジン固定部品への応用と量産はすでに完了しています。回転部品への応用は依然として開発・試験段階にあります。中国における基礎研究は着実に進み、海外の工学応用研究とは大きな隔たりがありますが、成果も上がっています。

2022年1月、西北工業大学は国産材料を使用した新型セラミックマトリックス複合材の航空機エンジンタービンディスク全体を開発し、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に初めて航空飛行試験プラットフォームを搭載したもので、無人航空機（UAV）/ドローンにおけるセラミックマトリックス複合材部品の大規模応用を推進するものでもある。