铝合金
铝合金具有比模量与比强度高、耐腐蚀性能好、加工性能好、成本低廉等突出优点，因此被认（rèn）为是航空航天工业中用量最（zuì）起（qǐ）着至（zhì）关重要的作用。主要应（yīng）用位置：发（fā）动机舱、舱体（tǐ）结构、承（chéng）载（zǎi）壁板（bǎn）、梁、仪器安装框架、燃料储箱（xiāng）等。
钛合金
与铝、镁（měi）、钢等金属材料相比，钛合金具有比强度（dù）很高（gāo）、抗腐蚀（shí）性能良（liáng）好（hǎo）、抗（kàng）疲劳性能良好、热导率和线膨胀系数小等优点，可以（yǐ）在350~450℃以下长（zhǎng）期使用，低温可使用到-196℃。主（zhǔ）要应用位（wèi）置：航空发（fā）动（dòng）机的压气机叶片、机匣、发动机舱和隔热板等（děng）。
超高强度钢
超高（gāo）强（qiáng）度（dù）钢具有很高（gāo）的（de）抗拉强度和足（zú）够（gòu）的韧性，并（bìng）且（qiě）有良好的焊接性和（hé）成形性。主要应用位置：航天发动机壳体（tǐ）、发动机（jī）喷管、轴承和传（chuán）动齿（chǐ）轮（lún）。
如今，航空发动机性能不断的提高，重量相比过去有了很大的减少（shǎo），在依靠整体（tǐ）叶盘、整（zhěng）体叶（yè）环、空心叶片和对（duì）转（zhuǎn）涡轮等新颖结构的同时（shí），将会更看重高比强度、低密度（dù）、高（gāo）刚度和耐高温能力强的先进材料。传统的航空发动机材料（镍合金和钛合金）虽然仍然可以进一步（bù）发（fā）展（zhǎn），但（dàn）它的发展（zhǎn）空（kōng）间已经不大了，很难（nán）满足未来航空发（fā）动机更加（jiā）苛刻的温度（dù）和重量要求。
现在（zài），树脂基复（fù）合（hé）材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和C/C复（fù）合（hé）材料因为具有优良的低（dī）温性能，已成为航空（kōng）发动机风扇和压气机等部件的候选材（cái）料。
航空（kōng）发动机上应用的先进复（fù）合材料（liào）
金（jīn）属基（jī）复合材料
金属基复合材料主要是指（zhǐ）以Al、Mg等轻金属为基体的复（fù）合材（cái）料（liào）。在航空和（hé）宇航方面主要用（yòng）它（tā）来（lái）代替轻但有毒的铍。这类材（cái）料具有优良的横向性（xìng）能、低消耗和优（yōu）良的（de）可加工性，已成（chéng）为在许多应用领域最具商业吸引力的材料，并且（qiě）在国外已实现商品化。
其中以铝铿合（hé）金、钦及（jí）铁（tiě）合金为基的复合材料是（shì）目前主（zhǔ）要（yào）选择对象。如以碳化硅纤维增强钦合（hé）金基体复合材料可用来制造压气机叶片。碳纤维或氧化铝纤维增强（qiáng）镁或（huò）镁（měi）合金基体复合材料可用来制造涡（wō）轮风扇叶（yè）片。又如镍铬铝铱纤（xiān）维增强（qiáng）镍基（jī）合金基体（tǐ）复合材料可用来制造涡轮（lún）及压气机用的密封元件（jiàn）。
金属基（jī）材料
GE公司为联合技术验证机发动机计划研究（jiū）了（le）钛基复合材料的低压轴，重量比inco合金减轻30%，刚（gāng）性比（bǐ）钛合金（jīn）提高40%，且寿命和耐用性均有所改善。若F110发动机采用这种复（fù）合材料轴，重量可减轻68kg。在不久（jiǔ）的将来，金属（shǔ）复合（hé）材（cái）料将会取代镍（niè）、钛合金（jīn），成为未来航空发动机的主要材料。
陶（táo）瓷基复合（hé）材料
陶瓷基（jī）复合材料（CMC）由（yóu）于其本身耐温高、密度低的优势，在航空发动机上的应用（yòng）呈现出从低温向高温、从（cóng）冷端向（xiàng）热端部（bù）件、从静子向转子的发展趋（qū）势（shì）。
CMC材料具有（yǒu）耐温高、密度（dù）低（dī）、类似金属的断（duàn）裂行为、对裂纹（wén）不（bú）敏（mǐn）感、不发生灾难性损毁等优异性能，有望取代高温合金满足（zú）热（rè）端部件在更高温度环境下的使用，不仅有利于（yú）大幅（fú）减（jiǎn）重，而且还可以（yǐ）节约甚（shèn）至无须冷气（qì），从而提高总压比，实现在高温合（hé）金耐温基础上进一步提升工作温（wēn）度400～500℃，结构减重50%～70%，成为（wéi）航空发（fā）动机升级换代的关键（jiàn）热结（jié）构用（yòng）材。
陶瓷基复合材（cái）料（liào）主要应用（yòng）在以下（xià）两方面。
燃（rán）烧室（shì）部件：
早在90年代，GE公司和P&W公司就已经（jīng）使用陶瓷基复（fù）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（guò）1000h。美（měi）国综合高（gāo）性（xìng）能涡轮发动（dòng）机（jī）技术计划用碳化硅（guī）基复合材（cái）料（liào）制备火箭筒，现已在第一（yī）阶段得到验证。
涡轮部件：
作为发（fā）动机重要（yào）的零件之一，涡（wō）轮叶片工作在（zài）燃烧室出口，是发动机（jī）中承受热冲击最严重的零（líng）件，其耐（nài）温能力直接（jiē）决定着高（gāo）性能（néng）发动（dòng）机推重（chóng）比的提（tí）升。陶瓷基复合材料密度（dù）低、耐高温，对减（jiǎn）轻涡轮叶片（piàn）重量和降低涡轮叶（yè）片冷气量意义重大。目前（qián），国外已成功运（yùn）用陶（táo）瓷（cí）基复合材料制备出耐高温的涡轮叶片。
树（shù）脂基复合材料
先进树脂基（jī）复合材料是以高性能纤维为增强（qiáng）体、高性能树（shù）脂（zhī）为基体的复合材料。与传统的钢、铝合金结构材料相（xiàng）比，它的密度约为钢的1/5,铝合金（jīn）的1/2,且比强度与比（bǐ）模量远高于后二者（zhě）。
主要（yào）应用（yòng）位置：航空发动（dòng）机冷端（duān）部件（风扇（shàn）机（jī）匣、压气机叶片（piàn）、进气机匣等（děng））和（hé）发动机短（duǎn）舱、反推力装置（zhì）等部件上得到广（guǎng）泛（fàn）应（yīng）用。
外涵机（jī）匣：
与常规的钛合金风扇外涵机（jī）匣相比，在保证能够执行所有功能和承（chéng）受整台发（fā）动机的静态与（yǔ）飞行载（zǎi）荷的前提下，树脂基复合材料制造的外涵机匣能减轻发动机（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（tài）合金的外（wài）涵（hán）机匣改进为PMR15复合材料的外涵机匣，达到了重量减轻30%和成本减（jiǎn）少（shǎo）30%的效果。之后（hòu），GE公司又进一步（bù）将（jiāng）这（zhè）一技术应用到F414增推型发动机、GenX发动机等发动（dòng）机上（shàng）。
美国的普惠公司的F191和F135发（fā）动机以（yǐ）及法国的斯奈（nài）克（kè）玛公司的M88发动机都采（cǎi）用树脂基复（fù）合材（cái）料制造的外涵（hán）机匣（xiá）。其（qí）减轻重量和降低成本（běn）的效果都（dōu）很（hěn）明显。
静子叶片：
与钛合金的静子（zǐ）叶片相比，树脂基复合材料静子叶（yè）片能减（jiǎn）轻（qīng）重量50%，降低成（chéng）本50%以（yǐ）上（shàng）。同时，通过优化（huà）纤维取向，复合（hé）材料静子叶片的固有频率可（kě）以被修正（zhèng），以加（jiā）大其（qí）许用机械和气动（dòng）设计空间。
普惠（huì）的（de）PW4084和PW4168发动机风扇静子叶（yè）片采用PR500环氧树（shù）脂（zhī）基复合材（cái）料，其中，PW4084发动机（jī）直径为3.04米的静子重量（liàng）减轻39%、成（chéng）本减少38%。德国MTU公司在（zài）PW8000发动机的高速低压（yā）压（yā）气机的进（jìn）口导流叶片和第一级或第二级可调（diào）静子叶片采用PMC复合材料。这些叶片的（de）抗外（wài）损伤能（néng）力、抗振动（dòng）特（tè）性、抗（kàng）腐蚀性和（hé）结构完整性已经得到了验证（zhèng）。
转（zhuǎn）子叶片：
复合材料的（de）低（dī）密度和高（gāo）强度（dù）特（tè）性（xìng）不仅能减轻重量，而且能使转子叶片具有3维气动设（shè）计形状，像掠（luě）形（xíng）叶片、弓形叶片。除了（le）能降低制造成本外（wài），复合（hé）材料转子叶片还具有脱落事故中表现出来的非破坏特性，进而降（jiàng）低（dī）了包容要求。
风扇（shàn）叶片采用复合材料不但可以明显的减轻叶（yè）片本身的重量，还（hái）能减轻其包（bāo）容系统、盘（pán）以及整（zhěng）个转子（zǐ）系统的重量（liàng），具有低（dī）成本、抗振性（xìng）能好、抗损伤能力强等特点。就（jiù）目（mù）前，GE公司的GenX和GE90-115B发动机采用了高（gāo）流量弯掠复合材料风（fēng）扇叶片和有（yǒu）机物基材料风扇（shàn）机匣，还计划（huá）将进（jìn）一步研究复合空心叶型高压（yā）比风扇。
C/C复合材料
碳/碳复合（hé）材料是一（yī）种新型高温材料,具有重量（liàng）轻（qīng）、模量高（gāo）、比（bǐ）强度大、热膨胀（zhàng）系数低（dī）、耐高温、耐热（rè）冲击、耐腐（fǔ）蚀（shí）、吸振（zhèn）性好等一系列优异性能。该材料（liào）的（de）密度不到（dào）2.0g/cm3,仅为镍基高温合金的1/4,陶（táo）瓷材料（liào）的1/2,尤其是这种材料随着温度（dù）升高（gāo）(可达2200℃)其强度不（bú）仅不降（jiàng）低,甚至（zhì）比室温还高,这（zhè）是其它材料所无法比拟的独特的性能。
早在（zài）80年代初，美国就开（kāi）始研制（zhì）碳/碳涡轮盘和涡轮叶片，以后又（yòu）先后进行了F100飞机发动机的（de）燃烧室和喷（pēn）管试验，JTD试验机低压整体涡（wō）轮盘及叶片试验，还（hái）进行可1760地面超速试验。德国、俄罗（luó）斯和日本已相继成功研（yán）制涡（wō）轮外环和整体涡（wō）轮（lún）。
目前尽管都认为碳/碳（tàn）材（cái）料是新型高性能（néng）航空发（fā）动机热端部件（jiàn）的可选材料,但国内外都还没有（yǒu）把碳/碳材料真正用（yòng）于发动（dòng）机的转动部件（jiàn）,究其原因,关键是以下问（wèn）题还未得到很好（hǎo）解决：
1、抗氧化问题,由于（yú）航空（kōng）发（fā）动（dòng）机工（gōng）作时间（jiān）长（zhǎng）、温（wēn）度高,而碳（tàn）材料在（zài）400℃以上就会开始氧（yǎng）化,这是一个尖（jiān）锐矛盾。
2、碳/碳材料与传统（tǒng）金属材料（liào）在（zài）性能、结构等方面均不相同,传统（tǒng）的设计将不（bú）适用（yòng）于（yú）碳/碳材料,必须根据该材料的特点进行特殊、全新的结构（gòu）设（shè）计（jì）,这方面（miàn）的（de）研究需要进一步深入。
3、性能（néng）的稳定（dìng）性（xìng）、再现性（xìng）是实用的前提,对于复合材料而言这是（shì）一个难点,要求有相应稳定的工（gōng）艺、增强体质量、基（jī）体质量、均匀性等（děng）一系列问题,尚需深入研究（jiū）。
碳（tàn）纤维叶片
随（suí）着对复合材料（liào）研（yán）究工作的（de）不（bú）断（duàn）深入和（hé）科学家们的不（bú）断探索（suǒ），加之辅以持（chí）续改（gǎi）进的生产和（hé）加工工（gōng）艺，使复合材料应用的普遍性、实用性、高效性（xìng）得（dé）到了巨大的提高（gāo），应用前景非常广（guǎng）阔。但是不可（kě）忽视（shì），现在复（fù）合材（cái）料在生产和应用（yòng）领域还存在许多问题，而这些问题也（yě）在一定程度上限制了（le）复合材料的（de）发展。因此，对复合材料的研究仍（réng）将继续下去（qù）。
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