铝合金
铝合金（jīn）具有（yǒu）比模量（liàng）与比强度（dù）高、耐腐蚀性（xìng）能好、加（jiā）工性能（néng）好、成本低廉（lián）等突出优点，因（yīn）此（cǐ）被认为是航空（kōng）航天（tiān）工业中用量最起着至关重要的作（zuò）用。主要应用位置：发动（dòng）机舱、舱（cāng）体结构、承（chéng）载（zǎi）壁板、梁、仪器安（ān）装框架（jià）、燃料储箱等。
钛合（hé）金
与铝（lǚ）、镁、钢等金属材料相比，钛合金具有比强（qiáng）度很高（gāo）、抗腐蚀性能良好、抗（kàng）疲劳性能良好、热导率（lǜ）和线膨胀系数小等优点，可以在350~450℃以（yǐ）下长期使用，低温可使用到-196℃。主要（yào）应用位置：航空发动机（jī）的压（yā）气机叶片、机匣（xiá）、发动机舱和隔热（rè）板（bǎn）等。
超高（gāo）强度钢
超高强度钢（gāng）具（jù）有很高的抗拉强度和足够（gòu）的韧性，并且有良好的（de）焊接性和成（chéng）形性。主要应用位（wèi）置：航天发动机壳体、发（fā）动机喷管、轴（zhóu）承（chéng）和传动齿（chǐ）轮。
如（rú）今（jīn），航空（kōng）发动机性能不断的（de）提高，重（chóng）量相比过去有了很（hěn）大（dà）的减少，在依靠整体（tǐ）叶（yè）盘、整体叶环、空心（xīn）叶片和对转涡（wō）轮（lún）等（děng）新（xīn）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（cái）料。传统的（de）航空发（fā）动机材（cái）料（镍合（hé）金和钛合金）虽然仍然可以（yǐ）进一步发展，但它的发展空间已经不大了，很难满足未来航（háng）空发动机更（gèng）加（jiā）苛刻的（de）温度和（hé）重量要求。
现（xiàn）在（zài），树脂基（jī）复合材（cái）料、金属基复（fù）合材料、陶瓷基复合材料和C/C复合（hé）材料因为（wéi）具有优良的（de）低（dī）温性能，已成为航空发动机风扇和压（yā）气（qì）机等（děng）部件的候选材料（liào）。
航空发动机上应用的（de）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（yǐ）Al、Mg等轻金属为基体的复合材料。在航（háng）空和（hé）宇航方面主要用（yòng）它来代替轻（qīng）但有毒的铍。这（zhè）类材（cái）料具有优（yōu）良的横向性能、低（dī）消耗和（hé）优良的可（kě）加（jiā）工（gōng）性（xìng），已（yǐ）成为在许多应用领（lǐng）域最具商业（yè）吸引力的（de）材料（liào），并且在国外已实现商品化（huà）。
其中以（yǐ）铝铿合金、钦（qīn）及（jí）铁合金为基的复合（hé）材料是目前（qián）主要选（xuǎn）择对象（xiàng）。如以碳化硅纤维增强钦合金（jīn）基体复（fù）合材料可用来（lái）制造压气机叶片。碳纤维或氧化铝纤维增强镁或镁合（hé）金（jīn）基体（tǐ）复（fù）合材料可用来制造涡轮风扇叶片。又（yòu）如镍铬铝铱纤（xiān）维增强镍基合金（jīn）基体复合材料可用来制造涡轮及压气机用的密封（fēng）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（fù）合材（cái）料的低压轴，重量比inco合金减轻30%，刚性比（bǐ）钛（tài）合金（jīn）提高（gāo）40%，且寿（shòu）命和耐用（yòng）性均有所（suǒ）改（gǎi）善。若F110发动机采（cǎi）用（yòng）这种（zhǒng）复（fù）合材料轴，重量可减轻68kg。在不久（jiǔ）的将（jiāng）来，金属复合材料（liào）将会（huì）取代镍、钛合金，成为未来航空发（fā）动机的主要（yào）材料。
陶瓷基复合材料（liào）
陶（táo）瓷基（jī）复合材（cái）料（CMC）由于其（qí）本身（shēn）耐温高、密（mì）度低（dī）的优势，在航空发动机上的应用（yòng）呈现（xiàn）出从（cóng）低温向高温、从冷（lěng）端向热端部件（jiàn）、从静子向转子的发（fā）展趋（qū）势。
CMC材料具有耐温高、密度低（dī）、类（lèi）似金属的（de）断裂行为、对裂纹（wén）不敏感、不发生灾难（nán）性（xìng）损毁等（děng）优异性能，有望取代高温合金满足（zú）热（rè）端部件在更（gèng）高温度环境下的使用，不仅（jǐn）有利于大幅减重，而且还可以（yǐ）节约甚至（zhì）无须冷（lěng）气，从而提高总压比，实（shí）现在高（gāo）温合金耐温基础上（shàng）进一步（bù）提升工作温度400～500℃，结构减重50%～70%，成为航空发动机升级换（huàn）代的关键热（rè）结构用材。
陶瓷基复合材料（liào）主（zhǔ）要应用在以下两方面。
燃烧室部件：
早（zǎo）在90年代，GE公司和P&W公司就已（yǐ）经（jīng）使用陶瓷基复合材料制备燃烧室（shì）衬套，该衬套在1200℃环境下工作可以超过1000h。美国（guó）综合高性能涡轮发动机技术计（jì）划用（yòng）碳（tàn）化硅基复合材料制备（bèi）火箭筒，现已在第一阶段（duàn）得到验证。
涡轮部件：
作为发动（dòng）机重（chóng）要（yào）的零件之一，涡轮叶片（piàn）工作在（zài）燃烧室出口，是发动机（jī）中承受热冲击最严重的零件，其耐温（wēn）能力（lì）直接决定着（zhe）高（gāo）性能（néng）发动（dòng）机推（tuī）重比的提升。陶瓷基复合材料密（mì）度低、耐高（gāo）温，对减轻涡轮叶（yè）片重量和降低涡轮叶片冷（lěng）气量意义（yì）重大。目前，国（guó）外已（yǐ）成（chéng）功运用陶瓷基复合材料制备出（chū）耐高温（wēn）的涡轮叶片（piàn）。
树（shù）脂基（jī）复合材料
先进树脂基复合材料是以高性能（néng）纤维为增强体（tǐ）、高性能树脂（zhī）为基体的（de）复合（hé）材料。与（yǔ）传统的钢（gāng）、铝合金结构材料（liào）相比（bǐ），它的密度（dù）约（yuē）为（wéi）钢（gāng）的1/5,铝合金的（de）1/2,且比强度与比模量远高于后二者。
主要应用位置：航空（kōng）发动机冷端部件（风（fēng）扇（shàn）机匣、压（yā）气机叶片、进气（qì）机匣（xiá）等）和发动机短舱、反（fǎn）推力装置（zhì）等部件上得（dé）到广泛应用（yòng）。
外涵机（jī）匣：
与常规的钛合金（jīn）风扇外涵机匣相比，在（zài）保证能够执（zhí）行所有功（gōng）能和承受整（zhěng）台发动机的静态与飞行载荷的前提（tí）下，树（shù）脂基复合材料（liào）制造的外涵机匣能减（jiǎn）轻发动（dòng）机（jī）的重量，减少发动机的研制成本。
GE公司的F404发动机最早由钛合金的外涵（hán）机匣改进为PMR15复合材料的（de）外涵机匣，达到了重量（liàng）减轻30%和成本减（jiǎn）少30%的效果（guǒ）。之（zhī）后，GE公司（sī）又进一步将这（zhè）一（yī）技术应用到（dào）F414增推（tuī）型发（fā）动机、GenX发动机等发（fā）动（dòng）机（jī）上。
美国的普（pǔ）惠公司（sī）的F191和F135发（fā）动（dòng）机以及法国的（de）斯奈克玛公（gōng）司的M88发动机都采用树脂基复合材料制造的外涵机匣（xiá）。其减轻重量和降低成本的（de）效果都很明显。
静子叶片：
与钛合金（jīn）的（de）静子叶片相比（bǐ），树脂基复合材（cái）料静子叶片（piàn）能减轻重（chóng）量（liàng）50%，降低成（chéng）本50%以上。同时，通过优（yōu）化纤维（wéi）取向（xiàng），复合材料静子叶片的固有频率可以被修正（zhèng），以（yǐ）加大其许用机械和气动设（shè）计（jì）空间。
普惠的PW4084和PW4168发动机风（fēng）扇静子叶（yè）片采用PR500环氧树（shù）脂基复合材料，其（qí）中，PW4084发动机直径（jìng）为3.04米的静子重量减（jiǎn）轻39%、成本减（jiǎn）少38%。德国MTU公司（sī）在PW8000发动机的高速低压（yā）压气机（jī）的进口（kǒu）导流叶片和第一（yī）级或第二级可调静（jìng）子叶片采用PMC复（fù）合材料。这些（xiē）叶片的抗外损（sǔn）伤能力、抗振动特性、抗腐蚀性和结（jié）构完整性已经得到了验证。
转（zhuǎn）子叶片：
复（fù）合材料（liào）的低密（mì）度和（hé）高强度特性不仅（jǐn）能减轻重量，而且能（néng）使转子（zǐ）叶（yè）片具有3维气动设（shè）计形状，像掠形叶片、弓形叶片。除了能降低（dī）制造成本外（wài），复合材料转子叶片还具有脱落事故（gù）中（zhōng）表现出来（lái）的非破坏特性，进而降低了（le）包容要（yào）求。
风（fēng）扇叶片采用复合材料（liào）不但可以（yǐ）明显的减轻叶片本身的重量，还能减轻其包容（róng）系统、盘以及整个转子系统的重量，具有低（dī）成本、抗（kàng）振性能好、抗损伤能（néng）力强等特点。就目前，GE公司的GenX和GE90-115B发动机采用了高流量弯掠复（fù）合材料风扇叶片和有（yǒu）机物基材（cái）料风扇机匣，还计划将（jiāng）进（jìn）一步研究复合空心叶型高压比（bǐ）风扇。
C/C复合材料
碳/碳复合材（cái）料（liào）是一种新（xīn）型高温材料（liào）,具有（yǒu）重量轻、模（mó）量（liàng）高、比强度大、热膨胀（zhàng）系数（shù）低、耐（nài）高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等（děng）一系列优异（yì）性能。该材料的密度不（bú）到2.0g/cm3,仅为镍基高（gāo）温合金的1/4,陶（táo）瓷（cí）材料的1/2,尤其是（shì）这种材料随着（zhe）温（wēn）度升高(可达2200℃)其强（qiáng）度不仅不降低,甚至比室温还高,这是其它（tā）材（cái）料所无法比（bǐ）拟的独特的性能。
早在（zài）80年代初，美国就开（kāi）始研制碳/碳涡轮（lún）盘和涡（wō）轮叶片，以后又先后进行了F100飞机发动机的燃烧（shāo）室和喷管试验（yàn），JTD试（shì）验机（jī）低压整体（tǐ）涡轮盘及叶片试验，还进行（háng）可1760地面超速试（shì）验。德国、俄罗斯和日本已相继成功研制（zhì）涡（wō）轮外环和整体（tǐ）涡（wō）轮。
目前尽管都认为（wéi）碳/碳（tàn）材料是新型高性能航空发动机热端（duān）部件的（de）可选材料,但国内外都还（hái）没有把碳（tàn）/碳（tàn）材料真正用于发动机的转动部件,究其原因,关（guān）键（jiàn）是以（yǐ）下问题还未（wèi）得到（dào）很好解决：
1、抗氧化（huà）问（wèn）题,由于航空（kōng）发动（dòng）机工作时间长、温度高（gāo）,而碳材（cái）料在400℃以上就（jiù）会开始（shǐ）氧化,这是一个尖锐矛（máo）盾。
2、碳/碳材料与传统金属材（cái）料在性能、结构等方面（miàn）均不相同,传统的设计将不适用于碳/碳材料（liào）,必须根据该（gāi）材料的（de）特点进行特殊、全（quán）新（xīn）的结（jié）构设计,这（zhè）方面的研究需要进（jìn）一步深入。
3、性能的稳定性、再现性是实用的前（qián）提,对于复合材料而言这（zhè）是一个难点,要求有（yǒu）相（xiàng）应稳定（dìng）的工艺、增强体质量（liàng）、基体质量（liàng）、均匀性等（děng）一系列问题,尚（shàng）需深入研究。
碳纤维叶（yè）片
随着对（duì）复合材料（liào）研究工作的（de）不断深入（rù）和（hé）科（kē）学家们的不断探索，加之辅以持续改进的生（shēng）产和加工工（gōng）艺（yì），使（shǐ）复合材料应用的普遍性、实用性、高效性得到了巨大的提高，应用前（qián）景非（fēi）常广（guǎng）阔（kuò）。但是不可忽视，现在复合（hé）材料在生产和应用领域还存在许多问题，而这些问题也在一定程度上（shàng）限制了复合材料的发展。因（yīn）此，对复合材料的研究仍将继续（xù）下去（qù）。
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