航空航天发动机发展水平是一国综合国力、工业基础和科技水平的集中体现，它的研制集中了现代工业最尖端的技术、最先进的工业成果。今天跃谷小编就为您揭秘，航空航天发动机上所用的材料。
航空发动机上应用的先进金属材料
铝合金
铝合金具有比模量与比强度高、耐腐蚀性能好、加工性能好、成本低廉等突出优点，因此被认为是航空航天工业中用量最起着至关重要的作用。主要应用位置：发动机舱、舱体结构、承载壁板、梁、仪器安装框架、燃料储箱等。
钛合金
与铝、镁、钢等金属材料相比，钛合金具有比强度很高、抗腐蚀性能良好、抗疲劳性能良好、热导率和线膨胀系数小等优点，可以在350~450℃以下长期使用，低温可使用到-196℃。主要应用位置：航空发动机的压气机叶片、机匣、发动机舱和隔热板等。
超高强度钢
超高强度钢具有很高的抗拉强度和足够的韧性，并且有良好的焊接性和成形性。主要应用位置：航天发动机壳体、发动机喷管、轴承和传动齿轮。
如今，航空发动机性能不断的提高，重量相比过去有了很大的减少，在依靠整体叶盘、整体叶环、空心叶片和对转涡轮等新颖结构的同时，将会更看重高比强度、低密度、高刚度和耐高温能力强的先进材料。传统的航空发动机材料（镍合金和钛合金）虽然仍然可以进一步发展，但它的发展空间已经不大了，很难满足未来航空发动机更加苛刻的温度和重量要求。
现在，树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和C/C复合材料因为具有优良的低温性能，已成为航空发动机风扇和压气机等部件的候选材料。
航空发动机上应用的先进复合材料
金属基复合材料
金属基复合材料主要是指以Al、Mg等轻金属为基体的复合材料。在航空和宇航方面主要用它来代替轻但有毒的铍。这类材料具有优良的横向性能、低消耗和优良的可加工性，已成为在许多应用领域最具商业吸引力的材料，并且在国外已实现商品化。
金属基复合材料
其中以铝铿合金、钦及铁合金为基的复合材料是目前主要选择对象。如以碳化硅纤维增强钦合金基体复合材料可用来制造压气机叶片。碳纤维或氧化铝纤维增强镁或镁合金基体复合材料可用来制造涡轮风扇叶片。又如镍铬铝铱纤维增强镍基合金基体复合材料可用来制造涡轮及压气机用的密封元件。
金属基材料
GE公司为联合技术验证机发动机计划研究了钛基复合材料的低压轴，重量比inco合金减轻30%，刚性比钛合金提高40%，且寿命和耐用性均有所改善。若F110发动机采用这种复合材料轴，重量可减轻68kg。在不久的将来，金属复合材料将会取代镍、钛合金，成为未来航空发动机的主要材料。
陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料（CMC）由于其本身耐温高、密度低的优势，在航空发动机上的应用呈现出从低温向高温、从冷端向热端部件、从静子向转子的发展趋势。
CMC材料具有耐温高、密度低、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感、不发生灾难性损毁等优异性能，有望取代高温合金满足热端部件在更高温度环境下的使用，不仅有利于大幅减重，而且还可以节约甚至无须冷气，从而提高总压比，实现在高温合金耐温基础上进一步提升工作温度400～500℃，结构减重50%～70%，成为航空发动机升级换代的关键热结构用材。
陶瓷基复合材料发动机
陶瓷基复合材料主要应用在以下两方面。
燃烧室部件：
早在90年代，GE公司和P&W公司就已经使用陶瓷基复合材料制备燃烧室衬套，该衬套在1200℃环境下工作可以超过1000h。美国综合高性能涡轮发动机技术计划用碳化硅基复合材料制备火箭筒，现已在第一阶段得到验证。
Sic制备的燃烧室衬套
CMC制备火焰筒
涡轮部件：
作为发动机重要的零件之一，涡轮叶片工作在燃烧室出口，是发动机中承受热冲击最严重的零件，其耐温能力直接决定着高性能发动机推重比的提升。陶瓷基复合材料密度低、耐高温，对减轻涡轮叶片重量和降低涡轮叶片冷气量意义重大。目前，国外已成功运用陶瓷基复合材料制备出耐高温的涡轮叶片。
CMC涡轮叶片叶身
树脂基复合材料
先进树脂基复合材料是以高性能纤维为增强体、高性能树脂为基体的复合材料。与传统的钢、铝合金结构材料相比，它的密度约为钢的1/5,铝合金的1/2,且比强度与比模量远高于后二者。
主要应用位置：航空发动机冷端部件（风扇机匣、压气机叶片、进气机匣等）和发动机短舱、反推力装置等部件上得到广泛应用。
外涵机匣：
与常规的钛合金风扇外涵机匣相比，在保证能够执行所有功能和承受整台发动机的静态与飞行载荷的前提下，树脂基复合材料制造的外涵机匣能减轻发动机的重量，减少发动机的研制成本。
复合材料与钛合金机匣
GE公司的F404发动机最早由钛合金的外涵机匣改进为PMR15复合材料的外涵机匣，达到了重量减轻30%和成本减少30%的效果。之后，GE公司又进一步将这一技术应用到F414增推型发动机、GenX发动机等发动机上。
美国的普惠公司的F191和F135发动机以及法国的斯奈克玛公司的M88发动机都采用树脂基复合材料制造的外涵机匣。其减轻重量和降低成本的效果都很明显。