铝合金
铝（lǚ）合金具有（yǒu）比模量与比强度高、耐腐蚀性能好、加工性能好、成本低廉（lián）等突出优点，因此（cǐ）被认为是航空航天工业中用（yòng）量最（zuì）起着（zhe）至关重（chóng）要（yào）的作用。主要应用位置：发动机舱、舱体（tǐ）结构、承载壁板、梁、仪器安装框架、燃（rán）料储箱等。
钛合金
与铝、镁、钢等金属材料相比，钛合金具有（yǒu）比强度（dù）很高、抗腐蚀性能良好、抗（kàng）疲劳性能良好、热导率和线膨胀系数（shù）小等优点，可以在350~450℃以下长（zhǎng）期使（shǐ）用，低（dī）温可（kě）使用到-196℃。主（zhǔ）要（yào）应用位（wèi）置：航空发（fā）动机的（de）压气机叶片、机匣、发动机舱和隔（gé）热（rè）板等。
超高强度钢
超（chāo）高强度（dù）钢具有很高的抗（kàng）拉强度和足够的韧性，并且有良好的焊（hàn）接性（xìng）和（hé）成形性。主要应用位置：航天发（fā）动（dòng）机壳体、发动机喷管、轴承和传动齿轮。
如今，航空发动机性（xìng）能（néng）不断（duàn）的提高（gāo），重（chóng）量相比（bǐ）过去（qù）有了很大的减少，在依靠整体叶盘、整体叶环、空心叶片和对转涡轮等新（xīn）颖结构的同时，将会（huì）更看重高比强度、低密度、高刚度和耐高（gāo）温能（néng）力强的先（xiān）进材料。传（chuán）统（tǒng）的航空发动机（jī）材料（liào）（镍合金和钛合金）虽然仍然（rán）可以进一（yī）步发展，但它的发展空间已经不大了，很难满足未来航空发动机更加苛刻的温度（dù）和重量（liàng）要（yào）求（qiú）。
现在，树脂基复合材料、金属基复合（hé）材料、陶瓷基（jī）复合材料和（hé）C/C复合材料因为具有优良的（de）低温性能，已成为航空发动机风扇和压气（qì）机等部件的候选材料。
航空发动机上应用（yòng）的先进复合材料
金属基复合材料
金属基复合（hé）材料主要是指以Al、Mg等轻金属为基体的复合材料。在航空和宇航方（fāng）面主要用（yòng）它来代替轻但（dàn）有毒的铍。这类材料具有（yǒu）优良的横向（xiàng）性能、低消耗和（hé）优良的可加（jiā）工性（xìng），已成为在许（xǔ）多应用领域最具商业（yè）吸（xī）引力的材料（liào），并且在国外已实现商（shāng）品化。
其中以（yǐ）铝（lǚ）铿合（hé）金、钦（qīn）及铁（tiě）合金为基的复（fù）合材料是目前主要选择对（duì）象。如以碳化（huà）硅纤（xiān）维增强钦合金基体复合材料（liào）可（kě）用来制（zhì）造压气机叶片。碳纤（xiān）维或氧化（huà）铝纤维增强镁（měi）或镁合金基（jī）体复（fù）合材料可用（yòng）来制造涡轮风扇叶片。又如镍铬铝（lǚ）铱纤维（wéi）增强（qiáng）镍基合金基体复合材（cái）料可用来制（zhì）造涡轮及压气机用的（de）密封元件（jiàn）。
金属基材料（liào）
GE公司为（wéi）联（lián）合技术验证机发动机计（jì）划研究了钛基复合材料的低压（yā）轴，重量比inco合金减轻30%，刚（gāng）性比钛合金提高40%，且寿命和耐用性均有所（suǒ）改善。若F110发动机采用这种（zhǒng）复合材料轴，重量可减轻68kg。在不久的（de）将来，金属复合材料（liào）将会（huì）取代镍、钛合金（jīn），成（chéng）为未来航空发动（dòng）机的主（zhǔ）要材（cái）料（liào）。
陶瓷基复合材料（liào）
陶瓷基（jī）复（fù）合材料（CMC）由于其（qí）本身耐温高、密（mì）度（dù）低的优势（shì），在航空发（fā）动（dòng）机（jī）上的应用呈现出从（cóng）低温向高温、从（cóng）冷端（duān）向热端部件、从静子向转子的发展趋势。
CMC材料（liào）具有耐温高、密度低、类（lèi）似金属（shǔ）的断（duàn）裂行为、对裂纹不（bú）敏感、不发（fā）生灾难性（xìng）损毁等优异（yì）性（xìng）能，有望取（qǔ）代高温合金（jīn）满足热端（duān）部件在更（gèng）高温度环境下的使用（yòng），不仅有利于（yú）大幅减重，而且还（hái）可以（yǐ）节约甚至无须冷（lěng）气，从（cóng）而提高总压比，实现在高温合金（jīn）耐温基础上（shàng）进（jìn）一步提升（shēng）工（gōng）作温（wēn）度400～500℃，结构（gòu）减（jiǎn）重50%～70%，成为航空发动机（jī）升级换（huàn）代（dài）的（de）关（guān）键热结构用材。
陶瓷基（jī）复（fù）合材料主要应用在（zài）以下两方面。
燃烧室部件（jiàn）：
早在90年代，GE公司和P&W公司就已经使用陶瓷（cí）基复合材料（liào）制备燃烧室（shì）衬套，该衬套在1200℃环境下工（gōng）作可（kě）以超过1000h。美（měi）国综合高性能涡（wō）轮发动机技术计划用碳化硅基复合材料制（zhì）备火箭筒（tǒng），现已在第（dì）一阶段得到验证。
涡轮部件：
作为发动机重要的零（líng）件之一（yī），涡轮叶片工（gōng）作在燃烧室出口（kǒu），是发动机中（zhōng）承受热冲击最严（yán）重的零件，其耐（nài）温能力直接决（jué）定（dìng）着高性（xìng）能发动机推重比的提升。陶瓷基（jī）复（fù）合材料密（mì）度低、耐高温（wēn），对减轻涡轮叶片重量（liàng）和降低涡轮（lún）叶片冷气量意（yì）义重大（dà）。目（mù）前，国外已成功运（yùn）用陶（táo）瓷（cí）基复（fù）合材料制备出耐高温的涡轮（lún）叶（yè）片。
树脂基复合材料
先进（jìn）树脂基复合材料（liào）是以高性能纤维为增强（qiáng）体、高性能树脂（zhī）为基（jī）体的（de）复合材料（liào）。与（yǔ）传统的钢、铝合金结构（gòu）材料相（xiàng）比，它的密度约为（wéi）钢的1/5,铝合金的1/2,且比强度与比（bǐ）模量远（yuǎn）高于后二者。
主要应用位置：航空发（fā）动机冷端部件（风扇（shàn）机匣（xiá）、压（yā）气机（jī）叶片、进气机匣等）和发动机短（duǎn）舱、反推（tuī）力装（zhuāng）置等（děng）部件上得到广泛应用。
外涵机匣：
与常（cháng）规的钛合金风扇外涵（hán）机（jī）匣相比，在保证能够执行所有功能（néng）和承（chéng）受整台发动（dòng）机的静态与飞行载荷的前提下（xià），树脂基复合材料制造（zào）的（de）外涵机（jī）匣能减轻（qīng）发动机的重量，减少发动机的研（yán）制成本。
GE公司的F404发动机最早由钛合金的（de）外涵机匣改进为PMR15复合材料的外（wài）涵机匣，达到了重量减轻30%和成本（běn）减少30%的效（xiào）果（guǒ）。之（zhī）后，GE公司（sī）又（yòu）进一步将这一技术（shù）应用到F414增推型发动机、GenX发动机等发动机（jī）上（shàng）。
美国的普惠公司（sī）的F191和F135发动机以（yǐ）及法国的斯奈克玛（mǎ）公司的M88发（fā）动机都（dōu）采用树脂基复合材料制造的外涵机匣。其减轻重量（liàng）和降低成（chéng）本的效果（guǒ）都很明显（xiǎn）。
静子叶片：
与钛（tài）合金的静（jìng）子叶片相比（bǐ），树脂基复合（hé）材料静子叶片能减轻重（chóng）量50%，降低成本50%以上（shàng）。同时，通（tōng）过优化纤维取向，复合材料静（jìng）子叶片的固有频率可以被修（xiū）正，以（yǐ）加大（dà）其（qí）许用机（jī）械和气动设计空间。
普惠（huì）的PW4084和PW4168发动（dòng）机风扇静子叶片采（cǎi）用PR500环氧树（shù）脂基（jī）复合材料，其中，PW4084发动机直径为3.04米的静子重量减轻（qīng）39%、成（chéng）本（běn）减少38%。德国（guó）MTU公司在PW8000发（fā）动机的高速低（dī）压压气机的（de）进（jìn）口导（dǎo）流叶片和第一（yī）级或第二级（jí）可调静子叶（yè）片采用PMC复合材（cái）料。这些叶片的抗外损伤能力、抗振动特性、抗腐蚀性和结构完整性已（yǐ）经得到了验证。
转子叶片：
复合材料的（de）低密度和高强度特性（xìng）不仅能减轻重（chóng）量，而且能使转子叶片具有3维气动设（shè）计形状，像掠形叶片、弓形叶片。除（chú）了能（néng）降低制造成本外，复合材料转子叶片还具有脱落事故（gù）中（zhōng）表现出来的非破坏特性，进而降低了包容要求。
风（fēng）扇叶片采用复合材（cái）料（liào）不但（dàn）可以明（míng）显的（de）减轻叶片本身（shēn）的（de）重量，还能减轻其包容系统、盘以及整个转子系统的重（chóng）量，具有低成（chéng）本、抗振性（xìng）能（néng）好、抗损伤能（néng）力（lì）强等（děng）特点（diǎn）。就目（mù）前，GE公（gōng）司的GenX和GE90-115B发动（dòng）机采用了（le）高流量（liàng）弯掠复合材料风扇叶片和（hé）有机物基材料（liào）风扇（shàn）机匣，还计划将进一步（bù）研究复合空心叶型（xíng）高压比风扇。
C/C复合材（cái）料
碳/碳（tàn）复合材料是一种新型高温材料（liào）,具有重量（liàng）轻、模量高、比强（qiáng）度大、热（rè）膨（péng）胀系数低、耐高温、耐热冲击（jī）、耐腐蚀（shí）、吸振性好等一（yī）系列（liè）优异性能。该材料（liào）的密度不到2.0g/cm3,仅为（wéi）镍基（jī）高温合金（jīn）的1/4,陶瓷材料的1/2,尤其是这种材（cái）料随着温度升高(可达2200℃)其强度不仅不降（jiàng）低（dī）,甚至比（bǐ）室（shì）温还高,这是其它材料所无法比拟（nǐ）的独特的性能。
早在80年（nián）代（dài）初，美国就开始研制（zhì）碳/碳涡轮盘和涡轮叶片，以后又先后进行了F100飞机（jī）发动（dòng）机的燃烧室和喷管试（shì）验，JTD试验机低压整体（tǐ）涡轮盘及叶片试验，还进行可（kě）1760地面超速试验。德国、俄罗（luó）斯和日本已相继成（chéng）功研制（zhì）涡轮外环和整（zhěng）体涡轮（lún）。
目前尽管都（dōu）认（rèn）为碳/碳材（cái）料是新（xīn）型高性（xìng）能（néng）航（háng）空发动（dòng）机热端（duān）部（bù）件的可选材料,但国内外都还没有把（bǎ）碳/碳材料（liào）真正用于发动机的转动部（bù）件,究其原因,关键是以下问（wèn）题还未得到很好解决：
1、抗氧化问题,由于航空发（fā）动机（jī）工作时间长（zhǎng）、温度高,而（ér）碳材料在400℃以上就会开始氧化（huà）,这是一（yī）个尖锐矛盾。
2、碳（tàn）/碳材料（liào）与传统金（jīn）属（shǔ）材料在性能、结构（gòu）等（děng）方面均不（bú）相同,传统（tǒng）的设计将不适用于碳/碳材料,必须根据该材料（liào）的特点进（jìn）行（háng）特殊（shū）、全新的结（jié）构设计（jì）,这方面的研究需要进一步（bù）深入。
3、性能的稳定性、再现性（xìng）是实（shí）用的前提,对于复合材料而言这（zhè）是（shì）一个难（nán）点（diǎn）,要求有相应稳定的工艺、增强体质量、基体质量、均匀性等一（yī）系列问题,尚需（xū）深入研究。
碳纤维叶（yè）片（piàn）
随（suí）着对复合材料研究工（gōng）作的不（bú）断深入和科学家们的不断探索，加之辅以持续（xù）改进（jìn）的生产和加工工艺，使（shǐ）复合材料（liào）应用的普（pǔ）遍性、实用（yòng）性、高效性得到了巨（jù）大的提高（gāo），应用前景非常广阔。但是（shì）不（bú）可忽视，现（xiàn）在复合材料在生（shēng）产和应（yīng）用（yòng）领（lǐng）域还（hái）存在许多问题，而这些问题也在一（yī）定程度上限制了（le）复合材料的发展。因此，对复（fù）合（hé）材（cái）料的研究仍将继续下去。
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