新型碳/碳复合材料耐温突破3000度 火箭发动机应用取得进展
孙磊材料科学与工程2026-10-20 09:456,541 阅读

我国研制的新型碳/碳复合材料近日在火箭发动机应用方面取得重要进展,材料耐温性能突破3000摄氏度,抗氧化性能提升5倍,已成功应用于多型号火箭发动机喷管和燃烧室。
碳/碳复合材料是以碳纤维为增强体、碳为基体的复合材料,具有轻质高强、耐高温、抗热震等优点,是航天热防护系统的理想材料。然而,碳/碳复合材料在高温有氧环境下容易氧化烧蚀,限制了其应用范围。
此次研制的新型碳/碳复合材料通过多项技术创新,显著提升了材料的耐温和抗氧化性能:一是采用新型基体改性技术,在碳基体中引入碳化硅等抗氧化相,提高了材料的抗氧化能力;二是采用化学气相渗透(CVI)与液相浸渍(LPI)相结合的致密化工艺,提高了材料的密度和均匀性;三是采用纳米涂层技术,在材料表面形成致密的抗氧化保护层。
新型材料在火箭发动机上的应用效果显著。在喷管应用中,材料可以承受3000摄氏度以上的高温和高速气流的冲刷,烧蚀速率降低至传统材料的三分之一,显著提高了喷管的使用寿命。在燃烧室应用中,材料可以承受更高的燃烧温度,提高发动机的比冲性能。
研制团队表示,新型碳/碳复合材料已实现规模化生产,成本较5年前下降了50%。材料已成功应用于长征系列运载火箭和多款商业火箭的发动机。
业内认为,新型碳/碳复合材料的突破将有力推动我国航天热防护技术的发展,为下一代高性能火箭提供材料支撑。
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