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超强纳米陶瓷铝合金研制成功
来源:中国科学报   发布者:尹海华   日期:2017-08-07   今日/总浏览:6/6484

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8月6日,记者从上海交通大学召开的新闻发布会上获悉,该校材料科学与工程学院教授王浩伟团队研制出超强纳米陶瓷铝合金,让铝里“长”出陶瓷,这种新材料不仅轻,强度和刚度甚至超过了“太空金属”钛合金,或将带动航空、汽车、高铁领域步入更轻、更节能的新材料时代。

铝和陶瓷是两种常见材料,各自都有“缺点”:陶瓷脆,一摔就碎;铝很软,一掰就弯。如何使制作的材料兼具两者优点?国际传统方法是先把陶瓷制成颗粒或纤维,然后用搅拌铸造或粉末冶金的方法混入铝合金中获得铝基复合材料,这能提高材料的强度和刚度,但会出现加工成形困难、强度及塑性差和性能不稳定等问题。

“用物理方法从外面往铝里掺陶瓷的路走不通,我们就让陶瓷自己从铝里‘长’出来,这样两种材料就能相容了,如果再搞成纳米,就把陶瓷的属性真正加到了铝里面,生成了一种浑然一体的新材料。”王浩伟介绍说。

研究人员采用“原位自生技术”,通过熔体控制自生,陶瓷颗粒的尺寸由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。

新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”也能做到“岿然不动”,称得上是四两“扛”千斤。“现在(新材料)已经在军工领域得到很多应用,下一步希望能在民用领域有更大范围应用。”王浩伟说。

日前,安徽省淮北市政府、上海交大、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”,建设上海交大陶铝新材料创新中心。据悉,该中心将助力这种新材料在航空和汽车等百亿以上级别的产业领域得到应用。


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