據(jù)參考消息報道,美媒稱中國即將批量生產(chǎn)更為優(yōu)秀的航空發(fā)動機(jī)。新發(fā)動機(jī)將適應(yīng)更高的內(nèi)部溫度,擁有更出色的性能或耐用性,很可能被安裝在作戰(zhàn)飛機(jī)上,中國已經(jīng)開始從國際市場大量購買耐高溫稀有金屬材料錸。
美國《航空和空間技術(shù)周刊》6月16日(提前出版)一期報道稱,這一動向之所以被曝光,是因為有消息稱中國正在市場上詢價購買大量錸,而錸這種稀有金屬能夠提高渦輪葉片的耐熱性。不過,中國生產(chǎn)新型或改進(jìn)型發(fā)動機(jī)的時間尚不得而知,但采購需求將從2016年開始,其中部分需求將很可能用于儲備。
報道稱,除軍事效用以外,此舉還將威脅到西方三大航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)廠商(通用電氣公司、羅爾斯羅伊斯國際有限公司和普惠公司),因為這些企業(yè)有許多重要產(chǎn)品需要用到錸。全球錸供給和錸需求保持著微妙的平衡,生產(chǎn)商會迅速做出反應(yīng),滿足中國等新客戶的需求。
《航空和空間技術(shù)周刊》記者從海外金屬市場業(yè)內(nèi)人士那里獲悉,中國的需求似乎會達(dá)到每年5噸,從2016年前后開始發(fā)貨。這一購買量大約相當(dāng)于全球產(chǎn)量的10%。假如洛克希德-馬丁公司的F-35戰(zhàn)機(jī)項目全力投產(chǎn),與之配套的普惠公司F135發(fā)動機(jī)項目的錸消費能力大概也就如此。
據(jù)報道,錸的用途還有很多,尤其被石化產(chǎn)業(yè)用來生產(chǎn)催化劑,但一位了解談判情況的業(yè)內(nèi)人士稱,中國官員已經(jīng)表示他們的需求將用于生產(chǎn)渦輪發(fā)動機(jī)。不管怎么說,人們從全球錸消費模式就能看出中國人購買錸的原因:全球約80%的錸用于生產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)。
報道稱,錸的使用暗示著渦輪冶金技術(shù)的兩大進(jìn)步:提高鎳基高溫合金的性能;尤其重要的是,可以制造出用于單晶葉(微博)片的合金。這兩項技術(shù)都能使渦輪(尤其是高壓渦輪)在更高溫度下工作。這樣的話,設(shè)計者就能加大渦輪壓力,進(jìn)而提高作業(yè)效率;或者發(fā)動機(jī)可以加快燃料燃燒的速度,進(jìn)而產(chǎn)生更大的推力。另一方面,人們可以把作業(yè)溫度維持在較低水平,擴(kuò)大實際作業(yè)溫度和渦輪機(jī)最高允許溫度的差值,這樣就能延長使用壽命。人們還可以兼顧兩方面的考量,同時提高發(fā)動機(jī)的性能和耐用性。
據(jù)報道,中國工程師已向外國同行證明自己有能力制造出單晶葉片,但中國人在批量生產(chǎn)方面遇到了困難。一名外國工程師表示,有中國同行告訴他,中國只有10%的單晶葉片能夠滿足使用要求。另一位剛剛和中國工程師聊過相關(guān)技術(shù)的外國工程師稱,中國能否在批量生產(chǎn)過程中保持產(chǎn)品質(zhì)量還是一個未知數(shù)。
不過,即使制造不出單晶葉片,但只要把錸添加到鎳基高溫合金里,就可以提高渦輪葉片的作業(yè)溫度。錸的熔點為3182攝氏度,鎳只有1455攝氏度。
報道稱,經(jīng)過改進(jìn)的高溫合金將幾乎肯定被用在戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)上,比如為殲-10和殲-11戰(zhàn)斗機(jī)生產(chǎn)的渦扇-10發(fā)動機(jī)。
據(jù)報道,中國的錸產(chǎn)量不高,每年兩噸左右,國內(nèi)需求相應(yīng)的不是很高,但這種狀況即將改變。有業(yè)內(nèi)人士估計,從2016年起中國的進(jìn)口需求將達(dá)到每年4.5噸到5噸。
不過,報道稱,發(fā)動機(jī)的出貨情況不會和原料供應(yīng)完全一致。組裝發(fā)動機(jī)之前必須首先加工原料并制造出優(yōu)質(zhì)零部件。假如制造商難以利用新技術(shù)提高產(chǎn)量,那么成品產(chǎn)量落后于原料供應(yīng)量的情況就會更加明顯。此外,如果有不合格的葉片被報廢,那么用于最早批次產(chǎn)品的大量原料就會被浪費。最后,金屬是可以儲存的。假如重要原料供應(yīng)有限,而中國又屬于那種不愿依賴外國人的買家,那么購買金屬用于儲備的可能性就會很高。
觀察者網(wǎng)查詢公開資料,錸金屬屬稀有戰(zhàn)略金屬,主要存在于鉬礦中,錸的熔點很高,為3,186℃,沸點5627℃,有良好的機(jī)械性能,因而成為航空發(fā)動機(jī)理想的應(yīng)用材料。錸的全球儲量有限,世界探明的錸礦物儲量只有7300-10300噸,而錸金屬產(chǎn)量更少,全球錸產(chǎn)量僅為25-30噸,而需求量在逐年增長。
Roskill信息服務(wù)公司的一份題為“至2015年錸市展望”的報告顯示,2009年全球錸產(chǎn)量為41,200千克,較2008年的45,600千克的產(chǎn)量下降了10%。2009年幾乎三分之二的錸是由智利所產(chǎn)。其他主要產(chǎn)國分別是美國,波蘭,哈薩克斯坦和中國,另外烏茲別克斯坦和亞美尼亞也有一些產(chǎn)量。
錸價格上漲的主要驅(qū)動力仍是航空業(yè),航空發(fā)動機(jī)需要在極高的溫度下運轉(zhuǎn),為了保證最高效以及減少有害氣體的排放量,近幾年含錸超級合金被用來制作雙缸引擎受熱最多的渦輪片部分,錸需求也大大增加。據(jù)Roskill估計,光美國航空業(yè)就占了75%的錸需求。
我國錸的保有儲量僅為237噸,主要分布于江西德興、湖南寶山、陜西洛南和金堆城、河南欒川及吉林大黑山等地。其中,陜西煉石礦業(yè)擁有中國最大的錸礦產(chǎn)區(qū)——陜西省商洛市洛南縣陳澗鄉(xiāng)黃龍鋪村鉬礦,該礦鉬儲量為12.845萬噸,伴生錸176.11噸,儲量約占全球已探明儲量的7%,。據(jù)中國小金屬資源信息網(wǎng)顯示,截至2013年8月19日,錸金屬報價為60,000-65,000元/千克。