航空制造是高新技术最集中的领域之一，而航空发动机作为飞机的“心脏”，其性能的提升离不开新材料的研发与应用。目前，世界上最先进的航空发动机普遍采用了多种尖端新材料，以提高发动机的性能、可靠性和耐久性。以下是一些主要的新材料及其应用：
- 碳/碳复合材料（C/C复合材料）：
- 特性：具有低密度、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数以及优异的抗热冲击性能和尺寸稳定性。在极高温度下（如1650℃以上），它仍能保持优良的性能，最高理论温度可达2600℃。 应用：主要用于制造发动机的涡轮转子叶片、加力燃烧室的尾喷管、喷嘴及燃烧室喷管等高温部件。例如，美国的F119发动机和F120验证机燃烧室的部分零件，以及法国的M88-2发动机的加力燃烧室喷油杆、隔热屏和喷管等，都采用了C/C复合材料。
高温合金：
- 特性：为了满足喷气发动机对材料的苛刻要求而研制，具有优异的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，以及良好的疲劳性能和断裂韧性。 应用：在先进的航空发动机中，高温合金的用量所占比例已高达50%以上，主要用于制造发动机的涡轮盘、涡轮叶片等热端部件。目前，镍基铸造高温合金已形成等轴晶、定向凝固柱晶和单晶合金体系，粉末高温合金也已发展到更高温度级别的应用。
- 陶瓷基复合材料：
- 特性：具有重量轻、硬度高、优异的耐高温和高温抗腐蚀性能，以及良好的力学性能和化学稳定性。 应用：在航空发动机中，陶瓷基复合材料主要用于制造燃烧室、高压涡轮密封装置等高温部件。例如，美国的F120型发动机的高压涡轮密封装置和燃烧室的部分高温零件，以及法国的M88-2型发动机的燃烧室和喷管等，都采用了陶瓷基复合材料。
- 金属间化合物：
- 特性：具有高的使用温度、比强度、导热率，以及良好的抗氧化、高腐蚀性和高的蠕变强度。它填补了高温合金与陶瓷材料之间的空档，成为航空发动机高温部件的理想材料之一。 应用：目前，致力于研究开发的主要是以钛铝和镍铝等为重点的金属间化合物。这些材料在航空发动机中主要用于制造涡轮叶片等高温部件。
- 超高强度钢：
- 特性：具有高强度、良好的耐腐蚀性能和耐应力腐蚀性能。 应用：在航空发动机中，超高强度钢主要用于制造起落架等关键部件。例如，AerMet100钢已应用于F/A-18E/F、F-22、F-35等先进飞机的起落架制造中。
- 其他新材料：
- 如碳纤维增强塑料（CFRP）等先进复合材料，也在航空发动机中得到了一定的应用。这些材料主要用于制造发动机的机匣、风扇叶片等部件，以减轻重量并提高性能。
综上所述，世界上最先进的航空发动机采用了多种尖端新材料，这些材料在提高发动机性能、可靠性和耐久性方面发挥了重要作用。随着科技的不断发展，未来还将有更多新材料被研发出来并应用于航空发动机中，以推动航空工业的持续发展。
