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上海交大研制成功 铝陶合金新一代航空材料
点击次数:419 发布时间:2017-08-07 返回

本次签署的产学研合作协议是一项由安徽省淮北市人民政府、上海交通大学、上海均瑶(集团)有限公司、安徽相邦复合材料有限公司组成的“四方协议”,合作方将依托上海交大材料科学与工程学院王浩伟教授团队建设交大陶铝新材料创新中心。

上海交大陶铝新材料研究院

上海京灿精密机械有限公司在得知此消息时,作为上海交大实验室供给方之一,为交大研究团队由衷喝彩。那本次铝陶合金是一项什么技术呢?通过熔体控制自生,陶瓷颗粒的尺寸由外加法的几十微米降低到纳米级,突破了外加陶瓷铝基复合材料塑性低、加工难等应用瓶颈。

成功研制陶铝新材料

这种纳米陶瓷铝合金重量轻,且具有高刚度、高强度、抗疲劳、低膨胀、高阻尼、耐高温等特点,即使外来作用力‘泰山压顶’,纳米陶瓷铝合金也能做到‘岿然不动’,可以称得上是四两‘扛’千斤了。

或成为新一代航空材料,助国产大飞机“更轻”翱翔

把纳米陶瓷颗粒引入到铝合金,提高了材料的刚度、强度,同时保持了铝合金良好的加工制造性能,突破了规模化工程应用的瓶颈,已在航天、汽车、先进电子设备领域得到了应用。

复合材料是航空材料领域争夺的技术高地,“一代材料,一代飞机”,每一次航空材料的变革都带来了航空技术的巨大进步。为了保证飞行安全,民用客机的机体结构材料对抗腐蚀、抗疲劳性要求极高,为了使飞机安全、经济、舒适、环保,重量轻、抗腐蚀、耐疲劳的铝锂合金材料和碳纤维复合材料是目前新一代飞机研制较为理想的结构材料。王浩伟教授团队研制的纳米陶瓷铝合金的具有更大的减重潜力,而且工艺性好、成本低,有望成为下一代航空新材料,使国产大飞机更轻快、更安全地在蓝天翱翔。

研究团队

目前纳米陶瓷铝合金已经用于天宫一号、天宫二号、量子卫星、气象卫星等关键部件翱翔于太空。同时,应用于内燃机活塞和汽车关键部件,不仅能有效减重,还可以节能减排、提高安全性。

对于金属冶金来说,非金属(比如陶瓷成分)是金属中的杂质成分,研究人员避之犹恐不及,哪儿有人还自己通过化学方法掺入‘杂质’啊。但在后来的研究中我们发现,只要通过控制化学反应的进程,把陶瓷颗粒的尺度、形态和分布控制在合理的范围内,这些调皮的‘陶瓷小精灵’就能发挥作用,变成对材料有帮助的部分。

既然纳米陶瓷铝合金能“四两扛千斤”,那它怎样才能走出实验室,为社会创造出更大的价值?需要借助科研成果的转化。2017年8月4日,安徽省淮北市人民政府、上海交通大学、上海均瑶(集团)有限公司、安徽相邦复合材料有限公司签署“四方协议”,依托上海交大材料科学与工程学院王浩伟教授团队建设交大陶铝新材料创新中心。

上海交大先进产业技术研究院院长刘燕刚表示,长期以来,上海交大就对王浩伟教授团队的纳米陶瓷铝合金项目给予了持续的大力资助和支持,同时也积极对外寻找成果落地转化的合作条件。2013年,安徽省淮北市政府从土地、资金、政策、人才等进行了多方支持,形成了具有年产千吨级中试及生产基地,并成立了安徽相邦复合材料有限公司,使纳米陶瓷铝合金材料的量产能力能满足在航天、航空、汽车等领域大规模应用的需求。2015年,上海交大与上海均瑶(集团)有限公司合作建设联合研发中心,使纳米陶瓷铝合金迅速进入航空和汽车等百亿以上级别的产业领域。在航空领域,目前王浩伟教授团队已在航发、商发开展多种航空发动机叶片试验,与中国商飞实现深度合作,剑指“新一代航空材料”;在汽车领域,转向节已通过台架试验,内燃机活塞也即将量产。

特种材料的研制离不开自增压液氮罐,金属通过深冷处理,能改良其性能,上海京灿精密机械有限公司为各特种设备科研单位提供如品牌,如泰莱华顿,查特金凤和亚西。


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