PDF《新材料,让“温州制造”更智能》

鼓励以龙头企业为核 心建设新材料产业小微园区, 引 导新材料小微企业 "入园进区" , 加强与行业龙头企业在生产、 质量、 标准、 管理等方面的协作和 融合, 为小企业发展壮大提供成 长环境, 形成相对合理的企业规 模梯队. (来源: 温州网) 日前, 烯碳铝合金锭坯从上 海烯碳金属基复合材料工程中 心的生产线成功下线, 标志着这 一复合材料的中试取得成功. 这也是上海市石墨烯产业技术 功能型平台推出的首个拳头产 品, 它解决了传统铝合金刚度不 强的问题, 有助于我国航空、 高铁、 汽车等高端制造领域步入轻 量化时代. 随着低碳、 绿色、 节能、 减排 的理念深入人心, 轻量化成为高 端制造领域必然地发展方向, 铝 合金以其低密度、 高比强、 易加 工成形而得到越来越广的应用, 飞机、 高铁等纷纷穿上了铝合金 "外衣" .比如国产大飞机 C919 就用铝锂合金为自身减重, 铝锂 合金在机体结构的占比达到7.4%. "衣服" 轻则轻矣, 但有容易 变形的弊端, 究其原因, 是铝合 金的刚度不够.工业界通过添 加各种材料来补足强度, 铝锂合 金、 铝陶合金都是发展方向, 加 入碳纳米管、 石墨烯等新型增强 相形成铝基复合材料更被普遍 看好.上海交通大学材料科学 与工程学院张荻教授表示, 碳纳 米管及石墨烯具有卓越的力学 性能, 其密度只有钢材的 1/6, 强 度却超过钢材的

100 倍, 刚度与 自然界中最硬天然金刚石接近.只要有少量的碳纳米管及 石墨烯被均匀分散到铝合金基 体中, 就能部分取代昂贵的合金 元素, 还能在保持铝合金良好的 加工性能基础上极大提高其强 度、 刚度等力学性能. 前景被看好, 但这一技术路 线却迟迟不见进展.早在

1997 年, 日本科学家就开始了碳纳米 管增强铝基复合材料的研究, 近 十年均收效甚微.张荻说: "碳 纳米管的直径不及头发丝的千 分之一, 石墨烯的厚度更是不到 头发丝的十万分之一, 要把它们 一根根在铝合金中分散开来又 不被损伤破坏, 着实困难. " 张荻擅长向自然要灵感, 他 借鉴贝壳 "珍珠母" 的叠层结构, 最终开发出 "微纳叠片粉末冶 金" 这一独创的仿生复合技术: 先将铝制成微纳片状粉末, 再与 碳纳米管和石墨烯在微观尺度 下均匀复合成为 "砖" , 然后通过 工艺控制, 像垒墙一样形成 "砖 砌式" 叠层结构的烯碳铝基复合 材料. 实验室的成果最终是要被 用的, 为了走通科技成果转化之 路, 上海交通大学与上海市石墨 烯产业技术功能型平台组成上 海烯碳金属基复合材料工程中 心, 开始了产品中试.为了容纳 项目核心设备, 石墨烯平台为该 项目提供了

600 平方米、 挑高

11 米的厂房, 并改造了地基和电 路.他们还从世界上各种石墨 烯粉末中挑选出最适宜添加在 铝合金中的一种.截至目前, 工 程中心已经形成年产能

20 吨的 中试生产线, 可制备单重达 0.5 吨的锭坯, 并研发出中强、 高强、 超高强等系列高模量烯碳铝合 金. 张荻表示, 烯碳铝合金从 技术制备到生产设备具有完整 的知识产权, 替代现役铝合金 构件预期减重可达 10%―30%, 轻量化效益十分显著, 该技术 水平和综合性能均世界领先. 上海石墨烯产业技术功能型平 台总经理梁勇表示, 工程中心 已联合中航工业、 中国航天科 技、 中国中车集团等国内应用 单位, 开展烯碳铝合金在飞机、 航天运载器结构、 "标准动车 组" 列车、 新能源汽车等装备上 的应用验证.下一步, 烯碳金 属基复合材料工程中心将进一 步整合双方优势资源, 对接上 海市优势产业, 加快开展应用 研发和推广, 率先实现新型烯 碳铝合金材料的优先突破. (来源: 中国粉体网) 新材料, 让 "温州制造" 更智能 前沿 石墨烯成就 "王牌" 铝合金 为国产大飞机、 高铁提速 王利博制图 王利博制图