|
人民網(wǎng)上海8月6日電 （記者姜泓冰、屠知力） 陶瓷很脆，一摔就碎；鋁很軟，一掰就彎。上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊(duì)卻讓鋁里“長(zhǎng)”出陶瓷，造出了一個(gè)身輕如燕卻力大無(wú)窮的陶鋁“大力士”，強(qiáng)度和剛度甚至超過(guò)了“太空金屬”鈦合金！它不僅為 “中國(guó)制造”增添了一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)新材料，還有望“四兩扛千斤”，帶動(dòng)航空、汽車、高鐵領(lǐng)域步入更輕、更節(jié)能的新材料時(shí)代。這一納米陶瓷鋁合金，今天成功實(shí)現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化。
納米陶瓷鋁合金四兩“扛”千斤
鋁里“摻”陶瓷，制作既輕又硬的新材料，說(shuō)來(lái)容易做則難。國(guó)際上傳統(tǒng)方法是先把陶瓷制成顆粒或纖維，然后用攪拌鑄造或粉末冶金的方法混入鋁合金中獲得鋁基復(fù)合材料，這種辦法會(huì)出現(xiàn)加工成形困難、強(qiáng)度及塑性差和性能不穩(wěn)定等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了這種材料的工程應(yīng)用。而王浩偉教授想做的是，把陶瓷的屬性真正加到鋁里面，生成渾然一體的新材料。他們最終采用了“原位自生技術(shù)”，通過(guò)熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到納米級(jí)，突破了外加陶瓷鋁基復(fù)合材料塑性低、加工難等應(yīng)用瓶頸。
這種納米陶瓷鋁合金重量輕，具有高剛度、高強(qiáng)度、抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點(diǎn)，而且工藝性好、成本低，有望成為下一代航空新材料，使國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)更輕快、更安全地在藍(lán)天翱翔。王浩偉教授表示，目前納米陶瓷鋁合金已經(jīng)用于天宮一號(hào)、天宮二號(hào)、量子衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等關(guān)鍵部件翱翔于太空。同時(shí)，應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)活塞和汽車關(guān)鍵部件，不僅能有效減重，還可以節(jié)能減排、提高安全性。
四方合作，成果轉(zhuǎn)化引領(lǐng)新產(chǎn)業(yè)
王王浩偉教授說(shuō)，這項(xiàng)成果背后，凝結(jié)著上海交大五代“材料人”的心血。
8月4日，安徽省淮北市人民政府、上海交通大學(xué)、上海均瑤（集團(tuán)）有限公司、安徽相邦復(fù)合材料有限公司簽署“四方協(xié)議”，將依托上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊(duì)建設(shè)交大陶鋁新材料創(chuàng)新中心。
據(jù)上海交大先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)劉燕剛介紹，長(zhǎng)期以來(lái)，上海交大就對(duì)王浩偉教授團(tuán)隊(duì)的納米陶瓷鋁合金項(xiàng)目給予了持續(xù)的大力資助和支持，同時(shí)也積極對(duì)外尋找成果落地轉(zhuǎn)化的合作條件。2013年，安徽省淮北市政府從土地、資金、政策、人才等進(jìn)行了多方支持，形成了具有年產(chǎn)千噸級(jí)中試及生產(chǎn)基地，并成立了安徽相邦復(fù)合材料有限公司，使納米陶瓷鋁合金材料的量產(chǎn)能力能滿足在航天、航空、汽車等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的需求。2015年，上海交大與上海均瑤（集團(tuán)）有限公司合作建設(shè)聯(lián)合研發(fā)中心，使納米陶瓷鋁合金迅速進(jìn)入航空和汽車等百億以上級(jí)別的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。在航空領(lǐng)域，目前王浩偉教授團(tuán)隊(duì)已在航發(fā)、商發(fā)開(kāi)展多種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片試驗(yàn)，與中國(guó)商飛實(shí)現(xiàn)深度合作，劍指“新一代航空材料”；在汽車領(lǐng)域，轉(zhuǎn)向節(jié)已通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)，內(nèi)燃機(jī)活塞也即將量產(chǎn)。
“如今的四方合作將搭建一個(gè)有利于納米陶瓷鋁合金拓展應(yīng)用的市場(chǎng)化運(yùn)作平臺(tái)，建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的材料生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝以及使用標(biāo)準(zhǔn)等成套體系。這一科研成果的落地轉(zhuǎn)化，也是上海交大對(duì)接國(guó)家重大戰(zhàn)略需求、服務(wù)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一次成功實(shí)踐，它將為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更多價(jià)值。”劉燕剛說(shuō)。
|
.png)