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上海交大研發(fā)出輕質(zhì)高強(qiáng)新材料用于大飛機(jī)制造

作者: 時(shí)間:2018-05-07 來(lái)源:中國(guó)科技網(wǎng) 收藏

  昨天,上海交通大學(xué)首度公開(kāi)一批神奇新材料的實(shí)樣。記者現(xiàn)場(chǎng)掂量了兩套新能源汽車轉(zhuǎn)向節(jié):通常用鑄鐵制造的轉(zhuǎn)向節(jié),一只手提起來(lái)都很費(fèi)勁;用新型陶鋁材料制造的那種,一根食指便能挑起。這一超強(qiáng)納米陶瓷鋁合金,由上海交大五代“材料人”攻堅(jiān)30年而成。通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作,不僅大車商用了它,連國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)也正在進(jìn)行相關(guān)型材測(cè)試,想讓航空材料更新?lián)Q代。事實(shí)上,這種陶鋁復(fù)合材料已用于天宮一號(hào)、天宮二號(hào)、量子衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等關(guān)鍵部件。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201805/379490.htm

  

上海交大研發(fā)出輕質(zhì)高強(qiáng)新材料用于大飛機(jī)制造

 

  從陶瓷刀、陶瓷裝甲到陶瓷防彈衣,論硬度陶瓷比鋼鐵硬很多,卻性脆易碎;鋁則是最常用的輕金屬,韌性不錯(cuò),但易變形。上世紀(jì)90年代,國(guó)際上曾采用往鋁里“摻”陶瓷的物理方法制作新材料,效果不是很理想。我國(guó)復(fù)合材料創(chuàng)始人之一、上海交大金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建者吳人潔,最早提出采用“原位自生”的化學(xué)方法在鋁合金中長(zhǎng)出陶瓷增強(qiáng)體,制備鋁基復(fù)合材料。如今,這一高強(qiáng)材料在上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊(duì)手中終于“鑄就”,他說(shuō):“再搞成納米級(jí),就把陶瓷的屬性真正加到鋁里面,生成了渾然天成的新材料。”

  王浩偉的研究生導(dǎo)師、90歲高齡的中國(guó)科學(xué)院院士周堯和前來(lái)道賀,他告訴記者,這支團(tuán)隊(duì)幾十年如一日埋頭鉆研。團(tuán)隊(duì)成員都記得,當(dāng)新材料制備的裝備第一次通過(guò)試驗(yàn)考核時(shí),王浩偉在現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)心臟病,幸虧及時(shí)救治才有驚無(wú)險(xiǎn)。

  專家們認(rèn)為,這種納米陶瓷鋁合金不僅重量輕,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),其剛強(qiáng)度甚至超過(guò)“太空金屬”鈦合金。

  “一代材料,一代飛機(jī)。”中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919總設(shè)計(jì)師吳光輝說(shuō),從木飛機(jī)、鋁飛機(jī)到碳飛機(jī),目前鋁鋰合金材料和碳纖維復(fù)合材料是新一代飛機(jī)研制較為理想的結(jié)構(gòu)材料。寬體客機(jī)更適用碳纖維復(fù)合材料,而C919這類窄體客機(jī)則更需要金屬?gòu)?fù)合材料。“這種新材料比已有的金屬?gòu)?fù)合材料都好。”他透露,這一陶鋁材料正進(jìn)行型材測(cè)試,有望拓展到板材、鍛件測(cè)試,具備發(fā)展為下一代航空新材料的潛力。交大團(tuán)隊(duì)也正加緊和中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司合作,包括多種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片試驗(yàn),助推國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)用上自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料。

  上海交大先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)劉燕剛透露,根據(jù)跨省四方協(xié)議,淮北市政府對(duì)項(xiàng)目多方支持,形成具有年產(chǎn)千噸級(jí)中試及生產(chǎn)基地,使其量產(chǎn)能力滿足在航天、航空、汽車等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。如汽車領(lǐng)域,應(yīng)用此項(xiàng)新材料的轉(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)。中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)教授成來(lái)飛則評(píng)價(jià)稱:新材料性能高大上,綜合成本接地氣,在軍民融合方面大有作為。



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