铝合（hé）金
铝（lǚ）合金具（jù）有比模量与比强度高、耐（nài）腐蚀性能好、加工性能好（hǎo）、成本低廉（lián）等突出优点，因此（cǐ）被认为是航（háng）空航天工业中（zhōng）用量最（zuì）起着至关重（chóng）要的作用。主要应用位置：发（fā）动机舱、舱体结构、承载壁板、梁、仪（yí）器安装框架、燃料储（chǔ）箱（xiāng）等。
钛合金
与铝、镁、钢等金属材料相比，钛合金具有（yǒu）比（bǐ）强度很高、抗腐（fǔ）蚀性（xìng）能（néng）良好、抗疲劳性能良好、热导率和（hé）线（xiàn）膨胀系数小等（děng）优点，可以在350~450℃以下长期（qī）使用，低（dī）温可使用到-196℃。主要应（yīng）用位置：航空（kōng）发动机的（de）压气（qì）机叶片、机匣（xiá）、发动（dòng）机舱（cāng）和隔热板等。
超高（gāo）强度钢
超高强度钢具有很高的抗拉强度（dù）和足够的韧性，并且有良好的焊接性和（hé）成形性。主要应用位置：航（háng）天（tiān）发动机壳体、发（fā）动机喷管、轴承和传动齿轮。
如今，航空发动机性能不断的（de）提（tí）高，重量（liàng）相（xiàng）比过（guò）去（qù）有了很大的减少（shǎo），在依靠整体（tǐ）叶盘、整体叶环、空心叶片和对转涡轮（lún）等新颖结构（gòu）的（de）同时，将会更看重高比强（qiáng）度、低密度、高刚度（dù）和耐高温能力强的先进材料。传（chuán）统的航空发动机（jī）材料（镍合金和（hé）钛合（hé）金）虽然仍然可以（yǐ）进一步发展，但（dàn）它的发展空间已经不大了，很（hěn）难满足未来（lái）航（háng）空（kōng）发动机（jī）更加苛刻的温度和（hé）重量要（yào）求。
现（xiàn）在，树脂（zhī）基（jī）复合材料（liào）、金属基复合材料（liào）、陶瓷基复合材料和C/C复合（hé）材料因为具有优良的低温性能，已（yǐ）成为（wéi）航空发动机风扇和压气（qì）机（jī）等部件的（de）候选材料。
航空发动机上应用（yòng）的先进复（fù）合材料
金属基复合（hé）材料
金（jīn）属基复合材料主要是指以Al、Mg等轻金属为基体的复合材（cái）料。在航空（kōng）和宇航（háng）方面主要用它来代替轻但有毒（dú）的铍。这类材料具有优良的横向性能、低消（xiāo）耗和优良（liáng）的可加工性，已成为在许多应用领域最具商业吸（xī）引力的材料，并且（qiě）在国外已实现商品化。
其（qí）中以铝铿合金、钦及铁合金为（wéi）基的复合（hé）材（cái）料是目前（qián）主（zhǔ）要（yào）选（xuǎn）择对（duì）象。如以碳化硅（guī）纤（xiān）维增（zēng）强钦合金基体（tǐ）复（fù）合（hé）材料可（kě）用来制（zhì）造压气机叶（yè）片。碳纤维或氧化铝纤维增强镁或镁（měi）合金基体复合材料（liào）可（kě）用（yòng）来制（zhì）造（zào）涡轮风扇叶片。又（yòu）如镍铬铝铱纤维增强镍基合金基体复合材料可用来制造涡轮及压气机用的（de）密（mì）封元件。
金属基材料
GE公司为联合技（jì）术验证（zhèng）机发（fā）动机计划研究了（le）钛基复合材料的低（dī）压（yā）轴（zhóu），重量比inco合金（jīn）减轻30%，刚（gāng）性比钛合金提高40%，且寿命和耐用性（xìng）均有所改善。若F110发动机采用这（zhè）种（zhǒng）复合材料轴，重（chóng）量（liàng）可减（jiǎn）轻68kg。在不（bú）久的将来，金属复合材（cái）料将会取代镍、钛合（hé）金（jīn），成为未来航空发动机的（de）主（zhǔ）要材料。
陶（táo）瓷基复合材料
陶瓷基复合材料（CMC）由于其本（běn）身（shēn）耐（nài）温高、密度低（dī）的优势，在航空发（fā）动机（jī）上的应用呈现出从低温向高温、从冷端向热端（duān）部件、从静子向转子的发展（zhǎn）趋（qū）势（shì）。
CMC材料具有耐（nài）温高、密度低、类似金属的断裂行为、对裂（liè）纹不（bú）敏感、不发生灾难性损毁等优异性能，有（yǒu）望（wàng）取代高温合金满足热端（duān）部（bù）件在（zài）更高温（wēn）度环境下（xià）的使用，不仅有（yǒu）利于（yú）大幅减重，而（ér）且还可（kě）以节（jiē）约甚至无须冷气，从而提高总压比，实现在高温合金耐温基础上进一步提（tí）升工作温度400～500℃，结（jié）构减重50%～70%，成为航空发（fā）动机（jī）升（shēng）级换（huàn）代的（de）关键热结构（gòu）用材（cái）。
陶瓷基（jī）复合材料主（zhǔ）要应用在以（yǐ）下（xià）两方面。
燃烧（shāo）室部件：
早在90年（nián）代，GE公司和P&W公（gōng）司就（jiù）已经使用陶瓷（cí）基复合材（cái）料制备燃（rán）烧室衬（chèn）套（tào），该（gāi）衬套在1200℃环境下工作可以超过1000h。美国综合高性能（néng）涡（wō）轮发（fā）动机技术计划用碳化硅基复合材料（liào）制备火（huǒ）箭筒，现已在第一阶段得到验证（zhèng）。
涡（wō）轮部（bù）件（jiàn）：
作为发（fā）动机（jī）重要的零件（jiàn）之一，涡轮叶片工（gōng）作（zuò）在燃烧室出（chū）口，是发动机中承受热冲击最（zuì）严重的零件（jiàn），其耐温（wēn）能力直接决（jué）定着高性能发动机推重比的提升。陶瓷（cí）基复（fù）合材料密（mì）度低、耐高温，对减轻涡轮叶片（piàn）重量（liàng）和降低涡轮（lún）叶片冷气量（liàng）意义重大。目前（qián），国外已（yǐ）成功（gōng）运用陶瓷（cí）基复合（hé）材料制备出耐高温的涡轮叶片。
树脂基复合材料（liào）
先进树脂基复合材料是以高性能纤维为（wéi）增（zēng）强体、高（gāo）性（xìng）能树脂（zhī）为基体的（de）复合材料。与传统的钢、铝合（hé）金结构（gòu）材料相比，它的密度约为（wéi）钢的1/5,铝（lǚ）合金的1/2,且比强度与比模量远（yuǎn）高于（yú）后二（èr）者。
主要应用位置：航空发动机冷端部件（风扇机匣、压气机叶片、进气机匣等）和发动机短舱、反推力（lì）装置（zhì）等部件（jiàn）上得到（dào）广泛应用。
外涵机匣：
与常规的钛合金（jīn）风扇外涵（hán）机（jī）匣相比，在保（bǎo）证能够执行所有功能（néng）和承（chéng）受整台发动（dòng）机的静态与（yǔ）飞行载荷（hé）的前提下，树脂基（jī）复合材料制造的外涵机匣能（néng）减轻发动机的重量，减少发动机的研制成本（běn）。
GE公司（sī）的F404发动机最早由钛合金的外涵机（jī）匣改进为（wéi）PMR15复合材料的外涵机匣，达到（dào）了重量减（jiǎn）轻（qīng）30%和成本（běn）减少30%的效果。之后，GE公司又（yòu）进一步将这一（yī）技（jì）术应用到（dào）F414增推型发动机（jī）、GenX发动机（jī）等发动机上。
美国的普惠公司的F191和（hé）F135发动机（jī）以及法国的斯奈克玛公司（sī）的M88发动（dòng）机都采（cǎi）用树脂基复（fù）合材料制造的（de）外涵机匣（xiá）。其减轻重量和降低成本的效果都（dōu）很（hěn）明显（xiǎn）。
静子叶片：
与钛合（hé）金（jīn）的静子叶片（piàn）相比，树脂基（jī）复合材料静子叶片（piàn）能减（jiǎn）轻重量50%，降低成本50%以上。同时，通过优化纤维（wéi）取（qǔ）向（xiàng），复合材料静子叶片（piàn）的固有频率（lǜ）可以被修正，以加大其许用机械和气动设计（jì）空间（jiān）。
普惠的PW4084和PW4168发动机风扇静子叶片采用（yòng）PR500环（huán）氧树（shù）脂基复合（hé）材料，其中，PW4084发动机直径为（wéi）3.04米的静子重量减轻（qīng）39%、成本（běn）减少38%。德国MTU公司在PW8000发动（dòng）机（jī）的高（gāo）速低压压（yā）气机的进口导流叶片和第一级或（huò）第二级可调静子叶片采（cǎi）用PMC复（fù）合材料。这些叶（yè）片的（de）抗（kàng）外损伤（shāng）能力、抗振动特性、抗（kàng）腐蚀性和结构完整性已经得到了验（yàn）证。
转子叶片：
复（fù）合材料的低密（mì）度和高强度特性不仅能减轻重量，而且能使转子叶片具有3维（wéi）气动设计形状（zhuàng），像掠形叶片、弓形叶（yè）片。除了能降低制造（zào）成本外，复合（hé）材料转子叶片还（hái）具有脱落事故中表现出来的非破坏特性，进而（ér）降低了包容（róng）要求。
风扇叶片采用（yòng）复（fù）合材料不但可以明显的（de）减轻（qīng）叶（yè）片本身的重量，还能减轻其（qí）包容系统、盘以及整个（gè）转子系统（tǒng）的重量，具有低成本、抗振性能（néng）好（hǎo）、抗损伤能力（lì）强等特点。就目前，GE公（gōng）司的GenX和（hé）GE90-115B发动机采用了高流量弯掠复合材（cái）料（liào）风扇叶片和（hé）有（yǒu）机物基材料（liào）风扇机匣（xiá），还计划（huá）将进一步研究复合空心叶型高压比风扇（shàn）。
C/C复合（hé）材料
碳/碳复合材料是一种新型高温材（cái）料,具有（yǒu）重（chóng）量轻、模（mó）量（liàng）高、比强度大、热（rè）膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优异性（xìng）能（néng）。该（gāi）材料的密度不到2.0g/cm3,仅（jǐn）为镍基高温合金的1/4,陶瓷材料（liào）的1/2,尤其是（shì）这种（zhǒng）材料随着温度升高(可达2200℃)其强度不仅不降低,甚至比室温还高,这是其它材料所无（wú）法比（bǐ）拟（nǐ）的（de）独（dú）特的性能（néng）。
早在（zài）80年代初，美国就（jiù）开始（shǐ）研制碳/碳（tàn）涡轮盘和涡轮（lún）叶片（piàn），以后又先后进行了（le）F100飞机发动机的燃（rán）烧室和喷管试验，JTD试验（yàn）机低压（yā）整体涡轮（lún）盘及叶（yè）片试（shì）验，还进行可（kě）1760地（dì）面超速（sù）试验。德国、俄罗斯（sī）和日本已（yǐ）相继成功研制涡轮外（wài）环和整（zhěng）体涡轮（lún）。
目前尽管都认为碳/碳材（cái）料是新型高性能航空发动机（jī）热端部件的可选材（cái）料,但国（guó）内外都还（hái）没（méi）有（yǒu）把碳/碳（tàn）材料真正（zhèng）用于发动（dòng）机的转动部（bù）件,究其原因,关键（jiàn）是以下问题还未（wèi）得到很好解决：
1、抗氧化问题,由于航空发动机（jī）工作时（shí）间长（zhǎng）、温度高,而碳材料（liào）在400℃以上（shàng）就会开始（shǐ）氧化,这是一个尖锐（ruì）矛盾。
2、碳/碳材料与传统金属材料在性能、结构等方面均不（bú）相同,传统的（de）设（shè）计将不适用于碳/碳材料,必须根据该材料的特点进（jìn）行特殊、全新的结（jié）构（gòu）设计,这方面的研究需要进（jìn）一步（bù）深（shēn）入。
3、性能的稳定性、再现性是实用的前提（tí）,对于复合材料而言这是（shì）一个难点,要求有相应（yīng）稳定的工（gōng）艺、增强体质量（liàng）、基体质（zhì）量（liàng）、均匀性等一系列问题,尚需深入研究。
碳纤（xiān）维叶片
随着（zhe）对复合材料研（yán）究工作的（de）不（bú）断深入（rù）和（hé）科（kē）学家（jiā）们的不断探索（suǒ），加之辅以持续改进的生产（chǎn）和加工工艺，使复合材料（liào）应用的普遍性、实（shí）用性、高效性得到了（le）巨大的提高，应用前景非常广阔。但是不可忽视，现在（zài）复合材料（liào）在生产和应用领（lǐng）域还存在许多问题，而这些问题也在一定程度上限制了复合材（cái）料的发展。因此，对复合材料的研究仍将继续下去。
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