德国科学家研发“超级合金” 突破高温材料应用极限
2025-11-05 14:59
来源:卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT)
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高温金属作为飞机发动机、燃气轮机等设备的核心材料,其耐热性能直接影响设备效率。然而,传统钨、钼、铬等难熔金属虽熔点超2000摄氏度,却存在常温脆性、易氧化等问题,导致其应用场景局限于真空环境。目前广泛使用的镍基高温合金虽兼具延展性与抗氧化性,但最高安全使用温度仅1100摄氏度,无法满足涡轮机等设备进一步提升效率的需求。

卡尔斯鲁厄理工学院马丁·海尔迈尔教授团队针对这一技术瓶颈展开攻关。在德国研究基金会资助下,团队开发出一种由铬、钼、硅组成的“超级合金”。该材料不仅在室温下具备良好延展性,熔点接近2000摄氏度,更突破性地展现出缓慢氧化特性——在传统合金易失效的600至700摄氏度区间,其氧化速度显著降低。波鸿鲁尔大学亚历山大·考夫曼博士指出:“这一特性使制造适用于远超1100摄氏度环境的部件成为可能,为高温材料应用开辟了新路径。”

该成果对能源领域效率提升具有直接推动作用。据测算,涡轮机工作温度每升高100摄氏度,燃料消耗可降低约5%。这对于依赖燃油发动机的长途航空运输及固定式燃气轮机发电意义重大,既可降低航空业运营成本,又能减少发电环节的二氧化碳排放。尽管从实验室到工业化应用仍需突破材料规模化制备等难题,但海尔迈尔强调:“这项基础研究已取得里程碑式进展,为全球科研团队提供了重要技术参照。”

卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT)。 “科学家们锻造出拒绝熔化的‘超级合金’。”科学日报。《科学日报》,2025 年 10 月 23 日。

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