原標題:上海交大攻關30年研製出具有自主知識産權的超強納米陶瓷鋁合金 為國産大飛機提供輕型節能新材料
超強納米陶瓷鋁合金不僅輕,強度和剛度甚至超過了“太空金屬”鈦合金,有望帶動航空、汽車、高鐵領域步入更輕、更節能的新材料時代。本報記者葉辰亮攝
上海交通大學五代“材料人”合力攻關30年研製的超強納米陶瓷鋁合金材料將在國內量産,用於國産大飛機和新能源汽車等領域。這一具有自主知識産權的新材料,將帶動航空、汽車、高鐵等産業步入更輕更節能的新材料時代。這是記者昨天從上海交大獲得的消息。
材料最重要的特性就是強度和剛度,陶瓷雖然很脆,一摔就碎,但是陶瓷的強度和剛度都很強;鋁材料雖然韌性好,但是太軟,一掰就彎。科學界早就提出,將陶瓷和鋁結合成鋁基複合材料,性能會得以提升,具有重量輕、硬度大、有韌性又不易斷裂變形的特點。但是,在鋁液中摻入陶瓷顆粒就像摻入了沙子一樣,會出現加工成形困難、強度及塑性差以及性能不穩定等一系列問題。
上海交大特種材料研究所所長、長江學者特聘教授王浩偉課題組,經過30年攻關,通過“原位自生技術”,設法在鋁液中加入特殊成分,使得鋁液中能夠合成出納米級的陶瓷成分。這種材料在“天宮一號”“天宮二號”“墨子號”等航天器中投入使用,可減重30%至40%左右。
“但是,航空使用的材料數量極少,未必需要大規模量産,未來從航空走向民用才是量産的目標。而且相比鈦合金和高溫合金,鋁合金3D列印後性能遠低於鍛件,納米陶瓷鋁合金3D列印構件可以達到鍛件的性能。我們現在正加緊和中國商飛、中國商發合作,助推國産大飛機用上這種具有我們中國自主知識産權的新材料。”王浩偉在接受記者採訪時説。
為此,8月4日,上海交大與安徽省淮北市人民政府、上海均瑤(集團)有限公司、安徽相邦複合材料有限公司簽署四方協議,依託王浩偉教授團隊建設上海交大陶鋁新材料創新中心。
據中國商飛副總經理、C919大型客機總設計師吳光輝介紹,這一材料已在飛機型材加工領域進入中試階段。目前中試結果顯示,性能超過其他現有材料,即將進入産業化階段,並且未來希望在板材、鍛件方面有更廣泛應用。
據介紹,四方合作將搭建一個有利於納米陶瓷鋁合金拓展應用的市場化運作平臺,建立具有自主知識産權的材料生産、産品設計、製造工藝以及使用標準等成套體系。這一科研成果的落地轉化,也是上海交大對接國家重大戰略需求、服務行業和産業發展的一次成功實踐。