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上海交大成功研制陶鋁新材,有望運(yùn)用于民用行

發(fā)布時(shí)間:2017-09-01 10:19:24 作者:網(wǎng)絡(luò) 瀏覽次數(shù):

 

陶鋁新材

   納米技能(nanotechnology)是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技能,研討結(jié)構(gòu)尺度在1至100納米規(guī)模內(nèi)資料的性質(zhì)和運(yùn)用。納米科學(xué)技能是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技能為根底的科學(xué)技能,它是現(xiàn)代科學(xué)(混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué))和現(xiàn)代技能(計(jì)算機(jī)技能、微電子和掃描隧道顯微鏡技能、核剖析技能)結(jié)合的產(chǎn)品,納米科學(xué)技能又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技能,例如:納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技能和納米計(jì)量學(xué)等

  鋁和陶瓷是兩種常見資料,但各自都有“缺點(diǎn)”:陶瓷脆,一摔就碎;鋁很軟,一掰就彎。

  8月6日,記者從上海交通大學(xué)舉行的新聞發(fā)布會(huì)得悉,該校新研發(fā)出的納米陶鋁合金,兼具兩者長處,比強(qiáng)度和比剛度乃至超過了“太空金屬”鈦合金。

  現(xiàn)在,該資料已經(jīng)用于天宮一號(hào)、天宮二號(hào)、量子衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等要害部件飛翔于太空。未來將走進(jìn)民航、轎車等范疇,有望引領(lǐng)資料輕量化革新。

  “打個(gè)比方說,鋁就是人的肉,陶就是長在里邊的骨頭,給了資料強(qiáng)度。”研討團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、上海交大資料科學(xué)與工程學(xué)院教授王浩偉通知洶涌新聞?dòng)浾摺?/p>

  鋁里“摻”陶瓷的方法說起來簡略,實(shí)踐做起來沒那么簡略。

  王浩偉介紹,現(xiàn)在國際上傳統(tǒng)方法是先把陶瓷制成顆?;蚶w維,然后用拌和鑄造或粉末冶金的方法混入鋁合金中取得鋁基復(fù)合資料,這種方法能進(jìn)步資料的強(qiáng)度和剛度,可是又會(huì)呈現(xiàn)加工成形困難、強(qiáng)度及塑性差和功能不穩(wěn)定等一系列問題,嚴(yán)峻阻止了這種資料的工程運(yùn)用。

  “已然用物理方法從外面往鋁里摻陶瓷的路走不通了,我們又想了別的一個(gè)方法——‘惹是生非’,讓陶瓷自己從鋁里‘長’出來,這樣兩種資料就能相容了,如果再搞成納米,就把陶瓷的特點(diǎn)真實(shí)加到了鋁里邊,生成了一種天衣無縫的新資料。”王浩偉說,他們終究采用了“原位自生技能”,經(jīng)過熔體操控自生,陶瓷顆粒的尺度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)合資料塑性低、加工難等運(yùn)用瓶頸。

  這種納米陶瓷鋁合金重量輕,且具有高剛度、高強(qiáng)度、抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點(diǎn),即便外來作用力‘泰山壓頂’,納米陶瓷鋁合金也能做到‘巋然不動(dòng)’,能夠稱得上是四兩‘扛’千斤了。

  他介紹,該資料的研發(fā)到運(yùn)用,歷經(jīng)了30余年的綿長時(shí)間。從上世紀(jì)90年代,我國復(fù)合資料的創(chuàng)始人之一吳人潔教授早提出采用“原位自生”方法算起,該資料的研發(fā)成功,凝聚了五代上交大資料人汗水。

  “現(xiàn)在已經(jīng)在軍工業(yè)得到了許多運(yùn)用,下一步期望能在民用范疇有更大規(guī)模運(yùn)用。”王浩偉說。

  國產(chǎn)大飛機(jī)c919總設(shè)計(jì)師吳光芒表明,現(xiàn)在c919在揉捏型材等方面,很快就將運(yùn)用上海交大新研發(fā)的這種陶鋁新資料,“主要是減重,比已有的金屬資料都要好。”

  吳光芒表明,現(xiàn)在還在板材和鍛件方面進(jìn)行中試,測(cè)驗(yàn)功能,如果能夠未來將大面積運(yùn)用,替代國外進(jìn)口資料,完成資料的國產(chǎn)化。

  王浩偉說,比較鈦合金和高溫合金,鋁合金3D打印后功能遠(yuǎn)低于鍛件,納米陶瓷鋁合金3D打印構(gòu)件能夠到達(dá)鍛件的功能。

  此外,在轎車范疇,轉(zhuǎn)向節(jié)上的運(yùn)用,已經(jīng)過臺(tái)架實(shí)驗(yàn),內(nèi)燃機(jī)活塞也行將量產(chǎn)。

  中國復(fù)合資料學(xué)會(huì)副理事長、西北工業(yè)大學(xué)資料學(xué)教授成來飛高度評(píng)價(jià)該種資料的誕生,“在航空等范疇,供給了全新的資料解決方案,在一些功能上乃至逾越了鈦合金。”

  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)合資料有限公司簽署“四方協(xié)議”,依托上海交大資料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊(duì)建造交大陶鋁新資料立異中心。

  據(jù)新聞發(fā)布會(huì)介紹,該中心實(shí)施市場化運(yùn)作,將助力該種陶鋁新資料,在航空和轎車等百億以上等級(jí)的產(chǎn)業(yè)范疇得到運(yùn)用。

 

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