陶瓷基復合材料（CMC）被設想為金屬合金的輕量化替代品，其密度接近材料的三分之一，但具有優越的物理和熱性能。材料技術的進步使CMC成為大量高溫應用的熱門選擇，包括其在內部發動機部件中的使用。

現代渦輪風扇發動機的燃燒室和排氣系統使用基于陶瓷基復合材料的內襯和面板。隨著內部溫度接近1700攝氏度，噴氣發動機需要特殊的材料來進行有效的熱管理。

陶瓷基復合材料是嵌入陶瓷基體中的陶瓷纖維和陶瓷基體的組合。從碳-碳到碳-碳化硅和鋁，CMC可采取各種組合形式。在CMC制造過程中，纖維在被基體材料浸潤之前以所需的形狀或形式堆積。

除了預先成型的鋪層，纖維的固定也可以通過連續纏繞、編織或打結來實現。沉積基體材料后，進行必要的加工。進一步的處理，如涂層或浸漬，可根據材料要求進行。

燃氣渦輪發動機中使用的陶瓷基復合材料通常由碳化硅、陶瓷纖維和陶瓷樹脂制成。這些都是通過復雜的滲透工藝制造的，并通過涂層進一步增強。這種復合材料提供非常高的抗熱震性和沖擊韌性。

CMC在噴氣式發動機上的應用

通用電氣(GE)全球研究中心和通用航空公司一直在為各種商用和軍用發動機的熱部件開發CMC技術。燃燒室、高壓渦輪和噴嘴的主要部件都是用CMC制造的。根據通用電氣的說法，由CMC制成的GE渦輪罩目前已成功應用于CFM國際公司（GE和賽峰飛機發動機公司各占50%的合資公司）生產的最暢銷的LEAP渦扇發動機的最熱門部分，該發動機為數百架單通道商用噴氣客機提供動力。

勞斯萊斯致力于通過在其發動機的各個位置使用CMC技術來提高噴氣發動機的性能。與傳統金屬合金相比，CMC的質量密度更低，因此發動機的總重量大大減輕。根據勞斯萊斯的說法，CMC為一系列高科技行業提供了多種優勢，例如航空航天和其他對熱學和機械要求苛刻的應用。CMC具有陶瓷的耐高溫性能，具有燃氣渦輪發動機應用所需的強度和可靠性，而重量比目前的合金輕。

CMC優越的耐熱性使發動機能夠實現更低的燃油消耗，從而產生更少的排放和更低的噪音。勞斯萊斯將CMC技術應用于各種發動機項目，包括UltraFan的核心設計。

由于其優異的熱性能，CMC組件比傳統的鎳基組件需要更少的冷卻。因此，多個冷卻通道可以最小化或消除，以實現更直接的設計。通用電氣生成，去除冷卻空氣可以使噴氣發動機以更高的推力或更高效地運行。在渦輪發動機上結合CMC的獨特性能可以提高發動機的耐用性，并減少對冷卻空氣的需求。這些優點提高了燃燒器效率，降低了燃料消耗。

如今，高效率噴氣發動機的溫度比以往任何時候都要高，經常超過傳統材料的極限。使用CMC可以使制造商在減少數百磅發動機重量的同時獲得最佳的熱性能。