لا تنفصل الإنجازات العظيمة لصناعة الطيران عن التطورات والاختراقات في تكنولوجيا مواد الطيران. تتطلب الارتفاعات الشاهقة والسرعات العالية والقدرة الفائقة على المناورة للطائرات المقاتلة أن تضمن المواد الهيكلية للطائرة قوة وصلابة كافيتين. كما يجب أن تلبي مواد المحركات متطلبات مقاومة درجات الحرارة العالية، وتُعدّ السبائك المقاومة للحرارة العالية والمواد المركبة القائمة على السيراميك من المواد الأساسية في هذا المجال.

يلين الفولاذ التقليدي عند درجات حرارة أعلى من 300 درجة مئوية، مما يجعله غير مناسب للبيئات ذات درجات الحرارة العالية. وسعيًا لتحقيق كفاءة أعلى في تحويل الطاقة، تزداد الحاجة إلى درجات حرارة تشغيل أعلى في مجال محركات الطاقة الحرارية. وقد طُوّرت سبائك عالية الحرارة لضمان التشغيل المستقر عند درجات حرارة تتجاوز 600 درجة مئوية، ولا تزال هذه التقنية تتطور باستمرار.

تُعدّ سبائك الحرارة العالية موادًا أساسية لمحركات الطائرات، وتُصنّف إلى سبائك حديدية وأخرى نيكلية، وذلك بحسب العناصر الرئيسية المكونة لها. وقد استُخدمت هذه السبائك في محركات الطائرات منذ نشأتها، وهي مواد بالغة الأهمية في تصنيعها. ويعتمد مستوى أداء المحرك بشكل كبير على مستوى أداء مواد سبائك الحرارة العالية. في محركات الطائرات الحديثة، تُشكّل هذه السبائك ما بين 40 و60% من الوزن الإجمالي للمحرك، وتُستخدم بشكل رئيسي في المكونات الأربعة الرئيسية للطرف الساخن: غرف الاحتراق، والموجهات، وشفرات التوربين، وأقراص التوربين، بالإضافة إلى مكونات أخرى مثل المخازن، والحلقات، وغرف احتراق الشحنة، وفوهات الذيل.

(يُظهر الجزء الأحمر من الرسم التخطيطي سبائك درجات الحرارة العالية)

سبائك النيكل عالية الحرارة يعمل هذا النوع من السبائك عادةً عند درجات حرارة تزيد عن 600 درجة مئوية تحت ظروف إجهاد معينة، ويتميز بمقاومة عالية للأكسدة والتآكل في درجات الحرارة المرتفعة، بالإضافة إلى قوة تحمل عالية، ومقاومة للزحف، وقوة تحمل فائقة، فضلاً عن مقاومة جيدة للإجهاد. ويُستخدم بشكل أساسي في مجال الطيران والفضاء في ظروف درجات الحرارة العالية، في المكونات الهيكلية مثل شفرات محركات الطائرات، وأقراص التوربينات، وغرف الاحتراق، وغيرها. ويمكن تقسيم سبائك النيكل المقاومة للحرارة العالية إلى سبائك مُشكّلة، وسبائك مصبوبة، وسبائك جديدة، وذلك وفقًا لعملية التصنيع.

مع ارتفاع درجة حرارة تشغيل السبائك المقاومة للحرارة، تزداد عناصر التقوية فيها، وتزداد تركيبتها تعقيدًا، مما يجعل بعض السبائك قابلة للاستخدام فقط في حالة الصب، ولا يمكن تشكيلها بالمعالجة الحرارية. علاوة على ذلك، يؤدي ازدياد عناصر السبائك إلى تصلب السبائك القائمة على النيكل مع انفصال شديد للمكونات، مما ينتج عنه عدم تجانس في التركيب والخواص.إن استخدام عملية تعدين المساحيق لإنتاج سبائك ذات درجة حرارة عالية يمكن أن يحل المشاكل المذكورة أعلاه.بفضل جزيئات المسحوق الصغيرة، وسرعة تبريد المسحوق، والقضاء على الانفصال، وتحسين قابلية التشكيل على الساخن، تم تحويل سبيكة الصب الأصلية إلى سبائك قابلة للتشكيل على الساخن ذات درجة حرارة عالية، كما تم تحسين قوة الخضوع وخصائص الإجهاد، مما أدى إلى ظهور طريقة جديدة لإنتاج سبائك ذات قوة أعلى باستخدام مسحوق سبائك درجات الحرارة العالية.