日前，上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊研制出超強(qiáng)納米陶瓷鋁合金，其強(qiáng)度和比剛度甚至超過“太空金屬”鈦合金，有助于帶動航空、汽車、高鐵領(lǐng)域步入更輕、更節(jié)能的新材料時代。

“鋁很輕，但強(qiáng)度和硬度不高，而陶瓷的硬度比鋼鐵更優(yōu)，二者相結(jié)合，制作出來鋁基復(fù)合材料重量輕、硬度大，有韌性又不易斷裂變形”，出于這樣的想法，團(tuán)隊研究起了往鋁里“摻”陶瓷。王浩偉教授介紹，團(tuán)隊最終采用了“原位自生技術(shù)”，通過熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到納米級，突破了國際傳統(tǒng)方法外加陶瓷鋁基復(fù)合材料塑性低、加工難等應(yīng)用瓶頸。

相關(guān)展品

據(jù)悉，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，已在航天、汽車、先進(jìn)電子設(shè)備領(lǐng)域得到了應(yīng)用。王浩偉教授表示，目前納米陶瓷鋁合金已經(jīng)用于天宮一號、天宮二號、量子衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等關(guān)鍵部件。

據(jù)介紹，納米陶瓷鋁合金從研發(fā)到應(yīng)用歷經(jīng)30多年，凝結(jié)著上海交大老、中、青五代“材料人”的心血和努力。

在我國復(fù)合材料的創(chuàng)始人之一、上海交大金屬基復(fù)合材料國家重點實驗室創(chuàng)建者吳人潔教授、周堯和院士指導(dǎo)下，王浩偉教授帶著團(tuán)隊的青年科研骨干持續(xù)攻關(guān)，終于迎來了納米陶瓷鋁合金的誕生。“除了周堯和院士和吳人潔教授兩位20年代出生的‘元老’以外，團(tuán)隊里的其他科研人員分別是四十年代、五六十年代、七十年代和八十年代出生的。”王浩偉教授表示，團(tuán)隊里的五代科研人員都敢想敢干，總是沖在國家科研最需要的第一線。納米陶瓷鋁合金要在上千攝氏度的高溫爐里合成，即便夏日炎炎，他和團(tuán)隊成員也常常夜以繼日地守在爐邊反復(fù)實驗。

陶鋁新材料科研團(tuán)隊合影

據(jù)了解，納米陶瓷鋁合金的成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用得益于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)合材料有限公司的四方合作。“如今的四方合作將搭建一個有利于納米陶瓷鋁合金拓展應(yīng)用的市場化運作平臺，建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的材料生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝以及使用標(biāo)準(zhǔn)等成套體系。”上海交大先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長劉燕剛說。

上海交大副校長吳旦說，“我們需要為科研成果開辟一條‘綠色通道’，并形成有成效、可復(fù)制的經(jīng)驗，讓越來越多的成果走向產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)生更大的社會價值。”