在國內(nèi)與歐美的發(fā)動(dòng)機(jī)研制差距中，材料問題帶來的困擾程度，僅次于設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)水平的落后。這其中除了材料本身的研究積累差異以外，一些極為稀少、但又能帶來至關(guān)重要的元素資源本身在各國分布不均，也是非常關(guān)鍵的因素。

    而最典型的例子，就是錸。針對(duì)錸，可以提出三個(gè)問題：首先，錸是種什么樣的玩意，為何對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)如此重要？其次，這東西稀少到什么程度？最后，中國因?yàn)殄n而在發(fā)動(dòng)機(jī)材料上吃過什么虧？

    第一個(gè)問題。錸是鎢的鄰近元素，熔點(diǎn)達(dá)到 3180 攝氏度，是僅次于鎢 （3308攝氏度） 的第二難熔金屬。 而除了難熔以外，錸還同時(shí)具備多種優(yōu)異、乃至于在其他金屬材料上往往自相矛盾、無法同時(shí)存在的性能。

純錸金屬樣品

    比如錸的強(qiáng)度非常高而又塑形很好——既結(jié)實(shí)又難以開裂；即便是高溫、急速冷卻和猛烈加熱并帶有強(qiáng)烈機(jī)械沖擊和振動(dòng)的條件下，它也具備極佳的長時(shí)間工作抵御變形和開裂能力。當(dāng)然錸性能也存在弱點(diǎn)，極易被氧化——因此也不耐硝酸等氧化性酸，氧化以后就發(fā)脆，抵抗硫酸鹽酸的能力倒是非常好。

    這些性質(zhì)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在性能越來越好、部件工作條件越來越殘酷（溫度、壓力、沖擊等因素）的同時(shí)，燃?xì)鉁u輪材料的研發(fā)，越來越倚重與錸元素等關(guān)鍵成分。現(xiàn)在錸的用途中，除了 20% 用作化工生產(chǎn)的催化劑，剩下 80% 幾乎全部用在航空航天的超耐熱合金里。

    現(xiàn)階段航空發(fā)動(dòng)機(jī)的鎳基單晶材料葉片中的先進(jìn)產(chǎn)品，普遍含有 3-7% 以上的錸；每一次新的單晶渦輪葉片高溫指標(biāo)和壽命性能大幅度提升，背后都離不開錸的含量提升——包括這些年美國和日本交替刷新的那些世界紀(jì)錄。

    第二個(gè)問題。錸元素不僅在地殼中含量非常少，而且最要命的是這東西極其分散。俄羅斯近兩年宣布，在俄日爭議島嶼（伊圖魯普島 / 擇捉島）上發(fā)現(xiàn)世界首個(gè)純錸礦；但此前全世界都從未發(fā)現(xiàn)過以錸為主的礦物，現(xiàn)有的理論也不支持這樣的礦物存在，具體是真是假還未可知。

    除了俄羅斯這一目前還無法證實(shí)的消息以外；現(xiàn)有的錸主要是以極低的含量伴生在斑巖銅鉬礦床的輝鉬礦中，開采成本極高。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的估算，全球錸儲(chǔ)量，已探明的只有 2500 噸，總資源量在 7300-10300 噸之間，全球年產(chǎn)量噸 25-30 噸。而根據(jù)昆明貴金屬研究所在 2013 年發(fā)表的論文《錸的回收技術(shù)研究進(jìn)展》，我國目前錸的保有儲(chǔ)量僅有 237 噸。

紅圈中就是俄羅斯聲稱發(fā)現(xiàn)純錸礦的地方

美國錸金屬缺口增大的過程，和F119（F22用）、GE90（波音777等客機(jī)用）等
先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)能攀升有著直接關(guān)系

    第三個(gè)問題。錸礦主要分布在美洲和歐洲，開采和銷售又絕大部分被美國所控制。但即便如此，根據(jù)美國礦產(chǎn)局的統(tǒng)計(jì)，美國的錸金屬短缺一直在越來越嚴(yán)重；2002 年缺口就達(dá)到 30%，2003-2005 年間，美國錸金屬的年缺口從 20 噸增加到 35 噸。這個(gè)時(shí)間段，恰好是美國進(jìn)入 21 世紀(jì)后的新一代高性能發(fā)動(dòng)機(jī)， 開始大批量交付軍事、 民用航空的歷史進(jìn)程，兩者的高度同步根本不是巧合。

    而中國在高溫合金的發(fā)展上，雖然成分設(shè)計(jì)緊跟國外的發(fā)展步伐， 已經(jīng)發(fā)展到第四代單晶；但是由于錸資源嚴(yán)重短缺，實(shí)際批量生產(chǎn)產(chǎn)品受到的限制比美國遠(yuǎn)遠(yuǎn)大得多得多。太行、渦扇 20、渦扇 15 等發(fā)動(dòng)機(jī)性能和壽命，無不受限于這個(gè)問題。