提高燃油效率 解读未来航空工业三大关注领域(2)

　　测试要求和挑战

　　当测试新一代材料以收集足够多数据时，通常会遇到未知的挑战并需要新的方法。这在CMC研制的早期阶段就已经出现了。

　　第一个主要障碍是设备，简单来说，对超过2700°F（1482℃）及以上温度材料的试验，目前仍没有可以达到并维持该温度水平的可用设备。为此，Element Materials Technology公司利用单质陶瓷块（加工成一个腔）制造熔炉，之后将其暴露在高温环境中并使其形状固化。

　　除此之外，对于试验测试团队而言，还有一些看似不重要但非常关键的障碍有待克服，比如如何在新的熔炉中固定样件，因为所有的现有技术都无法承受试验过程中的压力和热，为此必须设计并制作一个能够在新的熔炉中固定样件的夹具。

　　试验人员所遇到的最大挑战还是样件温度的测量。直接接触样件的测量方案是不可行的，因为在高温环境下测量装置通常会与样件发生反应，导致试验失败。标准的选项是使用热电偶探针，它可以在小距离内（不与样件直接接触）精确地测量样件温度，但可惜的是这种测量方案在上述高温条件下也不可行。

　　为此Element公司转而寻找新的方法来解决这个问题，他们为新一代探针设计了一种处理过的液体陶瓷涂层，这样探针可以与样件直接接触而不会发生反应，从而确保可以获得直至2700°F（1482℃）的完整试验结果；同时，在低于该温度范围内的测量结果也比同类技术更精确。由于CMC预计能够有效地承受超过3000°F（1648℃）的温度，因此Element公司还在拓展未来的技术，以实现在更极端环境下的测试。

　　虽然已经成功地设计、制造并试验了必要的设备，但在真实的材料测试之前挑战依然不断出现。首先，何种尺寸和形状的样件能够最有利于实现对CMC耐热性、耐腐蚀性、机械特性、拉伸性能、压缩性能和耐久性的测试，值得探索。另外，这种材料本身也极为昂贵，大约是金属的5倍。