上海交年夜 成功研制陶鋁合金新材料

今朝 ，該材料已 用于天宮一號(hào)、天宮二號(hào)、量子衛(wèi)星、景象形象 衛(wèi)星等要害 部件遨游 于太空。將來 將走進(jìn)平易近 航、汽車等范疇 ，有望引領(lǐng)材料輕量化革命。

“打個(gè)例如說，鋁就是人的肉，陶就是長在里面的骨頭，給了材料強(qiáng)度。”研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、上海交年夜 材料科學(xué)與工程學(xué)院傳授 王浩偉告知 彭湃 新聞?dòng)浾摺?p/>

王浩偉團(tuán)隊(duì)經(jīng)由過程 拉伸實(shí)驗(yàn) 機(jī)測試陶鋁新材料的靜態(tài)力學(xué)機(jī)能 。上海交通年夜 學(xué) 供圖

鋁里“摻”陶瓷的設(shè)施 說起來輕易 ，現(xiàn)實(shí) 做起來沒那末 簡單。

王浩偉介紹，今朝 國際上傳統(tǒng)方式 是先把陶瓷制成顆粒或纖維，然后用攪拌鍛造 或粉末冶金的方式 混入鋁合金中獲得鋁基復(fù)合材料，這類 設(shè)施 能提高材料的強(qiáng)度和剛度，可是又會(huì)泛起 加工成形艱巨、強(qiáng)度及塑性差和機(jī)能 不不變等一系列問題，嚴(yán)重阻礙了這類 材料的工程運(yùn)用 。

“既然用物理方式 從外面往鋁里摻陶瓷的路走欠亨 了，我們又想了另外一個(gè)設(shè)施 ——‘無中生有’，讓陶瓷本身 從鋁里‘長’出來，如許 兩種材料就可以 相容了，若是再弄 成納米，就把陶瓷的屬性真正加到了鋁里面，生成了一種渾然一體的新材料。”王浩偉說，他們終究 采取 了“原位自外行 藝 ”，經(jīng)由過程 熔體節(jié)制 自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米下降 到納米級(jí)，沖破 了外加陶瓷鋁基復(fù)合材料塑性低、加工難等運(yùn)用 瓶頸。

這類 納米陶瓷鋁合金重量輕，且具有高剛度、高強(qiáng)度、抗疲憊 、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點(diǎn)，即便 外來感化 力‘泰山壓頂’，納米陶瓷鋁合金也能做到‘紋絲不動(dòng) ’，可以稱得上是四兩‘扛’千斤了。

他介紹，該材料的研發(fā)到運(yùn)用 ，歷經(jīng)了30余年的漫長時(shí)候 。從上世紀(jì)90年月 ，我國復(fù)合材料的開創(chuàng) 人之一吳人潔傳授 最早提出采取 “原位自生”方式 算起，該材料的研制成功，凝集 了五代上交年夜 材料人血汗 。

陶鋁新材料科研團(tuán)隊(duì)合影。上海交通年夜 學(xué) 供圖

“如今 已 在兵工 業(yè)獲得 了許多 運(yùn)用 ，下一步進(jìn)展 能在平易近 用范疇 有更年夜 局限 運(yùn)用 。”王浩偉說。

國產(chǎn)年夜 飛機(jī)c919總設(shè)計(jì)師吳輝煌 默示，今朝 c919在擠壓型材等方面，很快就將運(yùn)用 上海交年夜 新研制的這類 陶鋁新材料，“主如果 減重，比已有的金屬材料都要好。”

吳輝煌 默示，今朝 還在板材和鍛件方面進(jìn)行中試，測試機(jī)能 ，若是可以將來 將年夜 面積利用 ，替換 國外進(jìn)口材料，實(shí)現(xiàn)材料的國產(chǎn)化。

王浩偉說，比擬 鈦合金和高溫合金，鋁合金3D打印后機(jī)能 遠(yuǎn)低于鍛件，納米陶瓷鋁合金3D打印構(gòu)件可以到達(dá) 鍛件的機(jī)能 。

另外 ，在汽車范疇 ，轉(zhuǎn)向節(jié)上的運(yùn)用 ，已 由過程 臺(tái)架實(shí)驗(yàn) ，內(nèi)燃機(jī)活塞也行將 量產(chǎn)。

中國復(fù)合材料學(xué)會(huì)副理事長、西北工業(yè)年夜 學(xué)材料學(xué)傳授 成來飛高度評(píng)價(jià)該種材料的降生 ，“在航空等范疇 ，供應(yīng) 了全新的材料解決方案，在一些機(jī)能 上乃至 超出 了鈦合金。”

8月4日，安徽省淮北市人平易近 當(dāng)局 、上海交通年夜 學(xué)、上海均瑤（團(tuán)體 ）有限公司、安徽相邦復(fù)合材料有限公司簽訂 “四方和談 ”，依托上海交年夜 材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉傳授 團(tuán)隊(duì)扶植 交年夜 陶鋁新材料立異 中間 。

據(jù)新聞發(fā)布會(huì)介紹，該中間 實(shí)施 市場化運(yùn)作，將助力該種陶鋁新材料，在航空和汽車等百億以上級(jí)其它家當(dāng) 范疇 獲得 運(yùn)用 。

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記者從安徽淮北市人平易近 當(dāng)局 得悉 ，上海交通年夜 學(xué)安徽陶鋁新材料研究院4日在淮北成立，上海交通年夜 學(xué)超強(qiáng)納米陶鋁合金手藝 落地安徽，將在淮北投產(chǎn)，助力材料輕量化革命。

記者從上海交通年夜 學(xué)領(lǐng)會(huì)到，項(xiàng)目依托的是上海交通年夜 學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉傳授 團(tuán)隊(duì)的鋁里“長”陶瓷手藝 ——超強(qiáng)納米陶鋁合金。陶瓷硬但易碎，鋁輕但太軟，王浩偉傳授 團(tuán)隊(duì)采取 “原位自外行 藝 ”，經(jīng)由過程 熔體節(jié)制 自生，讓納米級(jí)的陶瓷顆粒從鋁里“長出來”。

據(jù)悉，如許 生成的納米陶鋁合金同時(shí)具有 了陶瓷的硬和鋁的輕，具有高剛度、高強(qiáng)度、抗疲憊 、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點(diǎn)，即便 外來感化 力“泰山壓頂”，納米陶鋁合金也能做到“紋絲不動(dòng) ”，有望帶動(dòng)航空、汽車、高鐵范疇 步入更輕、更節(jié)能的新材料時(shí)期 。

9月28日下晝 ，淮北市推動(dòng) 中國陶鋁峰扶植 暨陶鋁新材料運(yùn)用 座談會(huì)在淮北礦業(yè)會(huì)議中間 進(jìn)行。

中國科學(xué)院院士、新材料方面的泰斗級(jí)專家周堯和，上海交年夜 電子信息與電氣工程學(xué)院黨委書記蘇躍增，上海交年夜 材料科學(xué)與工程學(xué)院黨委書記單愛黨，上海交年夜 傳授 、長江學(xué)者王浩偉，上海均瑤團(tuán)體 總裁王均豪，中國宋慶齡基金會(huì)事業(yè)成長 中間 常務(wù)副主任陳月仙；市輔導(dǎo)黃曉武、戴啟遠(yuǎn)、李明、方宗澤、沈光繼、諶偉、宰學(xué)明、朱浩東、顧文、孫勁飚、任東、李加玉等出席座談會(huì)。市委書記、市人年夜 常委會(huì)主任黃曉武主持座談會(huì)。