- 发动机 - 稀土应用的核心
飞机发动机是稀土最大的用武之地,主要用在高温合金和热障涂层上。
高性能钕铁硼永磁体:
作用:用于发动机的各类电机、作动器和控制系统。这些部件要求磁体在高温下依然保持强磁性且稳定。
稀土元素:钕、镝、铽。添加镝和铽可以提高磁体的耐高温性能,这对于环境温度极高的发动机区域至关重要。
高温合金:
作用:发动机制造需要使用能在极端高温和压力下保持强度的超级合金(高温合金)。
稀土元素:钇。在镍基高温合金中添加少量的钇,可以极大地提高合金的抗氧化性和抗蠕变能力,延长发动机叶片和关键热端部件的使用寿命。
热障涂层:
作用:在发动机叶片和燃烧室等 hottest section 的金属表面喷涂一层陶瓷隔热层,将高温与金属基体隔开,允许发动机在更高温度下运行,从而提升效率。
稀土元素:氧化钇稳定的氧化锆 是热障涂层的标准材料。钇在这里起到了稳定晶体结构、防止涂层在热循环中剥落的关键作用。
- 机身结构与材料
为了减轻重量、增加强度,现代飞机大量使用复合材料。
作用:在碳纤维复合材料中加入稀土元素,可以改善其性能。
稀土元素:例如,钪 是已知的对铝合金最有效的强化元素之一。在铝中加入千分之几的钪,可以显著提高合金的强度、焊接性能和抗腐蚀性,用于制造非常轻且坚固的结构件。
- 机载系统和设备
电子设备:飞机上大量的电子设备,如飞行控制系统、导航系统、通信系统,都需要使用稀土材料制造的电容器、磁芯等元件。
玻璃:驾驶舱风挡玻璃和舷窗玻璃中可能含有铈,用于吸收紫外线,并提高玻璃的折射率和耐热性。