據(jù)《勞動(dòng)報(bào)》報(bào)道,陶瓷很脆,一摔就碎;鋁很軟,一掰就彎。昨天上午,上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊(duì)宣布研制出了超強(qiáng)納米陶瓷鋁合金,并將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。它不僅是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國制造,還有望帶動(dòng)航空、汽車、高鐵領(lǐng)域步入更輕、更節(jié)能的新材料時(shí)代。
鋁和陶瓷“結(jié)合”難
鋁很輕,鋁合金材料可以使手機(jī)、電腦變得更加輕薄便攜,但鋁的“弱點(diǎn)”也很明顯:雖然它的韌性不錯(cuò),但因?yàn)樘洠鬃冃?、也易斷裂,到了?duì)材料的強(qiáng)度和硬度要求都很高的場(chǎng)合顯然“撐不了場(chǎng)”。如果只論硬度,陶瓷比鋼鐵要硬很多。如果把陶瓷的屬性摻到鋁里,制作出來的材料會(huì)不會(huì)結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)?鋁里“摻”陶瓷的辦法說起來容易,實(shí)際做起來沒那么簡單。目前國際上傳統(tǒng)方法是先把陶瓷制成顆粒或纖維,然后用攪拌鑄造或粉末冶金的方法混入鋁合金中獲得鋁基復(fù)合材料,這種辦法能提高材料的強(qiáng)度和剛度,可是又會(huì)出現(xiàn)加工成形困難、強(qiáng)度及塑性差和性能不穩(wěn)定等一系列問題,嚴(yán)重阻礙了這種材料的工程應(yīng)用。
新材料將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
“既然用物理方法從外面往鋁里摻陶瓷的路走不通了,我們又想了另外一個(gè)辦法———‘無中生有’,讓陶瓷自己從鋁里‘長’出來,這樣兩種材料就能相容了,如果再搞成納米,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。”王浩偉教授介紹說,他們最終采用了“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(jí),突破了外加陶瓷鋁基復(fù)合材料塑性低、加工難等應(yīng)用瓶頸。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(diǎn),突破了規(guī)?;こ虘?yīng)用的瓶頸,目前已在航天、汽車、先進(jìn)電子設(shè)備領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
勞動(dòng)報(bào)記者獲悉,昨天,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)合材料有限公司簽署“四方協(xié)議”,依托上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊(duì)建設(shè)交大陶鋁新材料創(chuàng)新中心,納米陶瓷鋁將走出實(shí)驗(yàn)室,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,為社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。