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

“打個例如說，鋁就是人的肉，陶就是長在里面的骨頭，給了材料強度。”研究團隊負責人、上海交年夜 材料科學與工程學院傳授 王浩偉告知 彭湃 新聞記者。

王浩偉團隊經(jīng)由過程 拉伸實驗 機測試陶鋁新材料的靜態(tài)力學機能 。上海交通年夜 學 供圖

鋁里“摻”陶瓷的設(shè)施 說起來輕易 ，現(xiàn)實 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?；蚶w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 能提高材料的強度和剛度，可是又會泛起 加工成形艱巨、強度及塑性差和機能 不不變等一系列問題，嚴重阻礙了這類 材料的工程運用 。

“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，沖破 了外加陶瓷鋁基復(fù)合材料塑性低、加工難等運用 瓶頸。

這類 納米陶瓷鋁合金重量輕，且具有高剛度、高強度、抗疲憊 、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點，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 ’，可以稱得上是四兩‘扛’千斤了。

他介紹，該材料的研發(fā)到運用 ，歷經(jīng)了30余年的漫長時候 。從上世紀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 。

陶鋁新材料科研團隊合影。上海交通年夜 學 供圖

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

國產(chǎn)年夜 飛機c919總設(shè)計師吳輝煌 默示，今朝 c919在擠壓型材等方面，很快就將運用 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行中試，測試機能 ，若是可以將來 將年夜 面積利用 ，替換 國外進口材料，實現(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打印后機能 遠低于鍛件，納米陶瓷鋁合金3D打印構(gòu)件可以到達 鍛件的機能 。

另外 ，在汽車范疇 ，轉(zhuǎn)向節(jié)上的運用 ，已 由過程 臺架實驗 ，內(nèi)燃機活塞也行將 量產(chǎn)。

中國復(fù)合材料學會副理事長、西北工業(yè)年夜 學材料學傳授 成來飛高度評價該種材料的降生 ，“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 當局 、上海交通年夜 學、上海均瑤（團體 ）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 材料科學與工程學院王浩偉傳授 團隊扶植 交年夜 陶鋁新材料立異 中間 。

據(jù)新聞發(fā)布會介紹，該中間 實施 市場化運作，將助力該種陶鋁新材料，在航空和汽車等百億以上級其它家當 范疇 獲得 運用 。

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記者從安徽淮北市人平易近 當局 得悉 ，上海交通年夜 學安徽陶鋁新材料研究院4日在淮北成立，上海交通年夜 學超強納米陶鋁合金手藝 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 學領(lǐng)會到，項目依托的是上海交通年夜 學材料科學與工程學院王浩偉傳授 團隊的鋁里“長”陶瓷手藝 ——超強納米陶鋁合金。陶瓷硬但易碎，鋁輕但太軟，王浩偉傳授 團隊采取 “原位自外行 藝 ”，經(jīng)由過程 熔體節(jié)制 自生，讓納米級的陶瓷顆粒從鋁里“長出來”。

據(jù)悉，如許 生成的納米陶鋁合金同時具有 了陶瓷的硬和鋁的輕，具有高剛度、高強度、抗疲憊 、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點，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 ”，有望帶動航空、汽車、高鐵范疇 步入更輕、更節(jié)能的新材料時期 。

9月28日下晝 ，淮北市推動 中國陶鋁峰扶植 暨陶鋁新材料運用 座談會在淮北礦業(yè)會議中間 進行。

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