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鋁里“長(zhǎng)”出陶瓷 性能超鈦合金
科技日?qǐng)?bào)上海8月7日電 （劉禹 記者王春）上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院教授王浩偉領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)研制出超強(qiáng)納米陶瓷鋁合金，讓鋁里“長(zhǎng)”出陶瓷，不僅可以減重約60％，其強(qiáng)度和剛度甚至超過(guò)了“太空金屬”鈦合金，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。
發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，專家手里拿著一塊閃著金屬光澤的銀白色汽車轉(zhuǎn)向件，是一種超強(qiáng)納米陶瓷鋁合金，是陶瓷和金屬鋁的合金。
鋁和陶瓷，一柔一剛，性能各有優(yōu)劣。能否將兩者結(jié)合，制作出質(zhì)量輕、硬度大，有韌性又不易斷裂變形的鋁基復(fù)合材料？國(guó)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。但是這種方法由于陶瓷顆粒過(guò)大，加工成形困難，而且陶瓷的尖角會(huì)造成強(qiáng)度及塑性差、性能不穩(wěn)定等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了工程應(yīng)用。
此路不通，那就逆向思維——讓陶瓷自己從鋁里“長(zhǎng)”出來(lái)。經(jīng)過(guò)近30年的探索，研究人員采用“原位自生技術(shù)”，通過(guò)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。
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)，即使外來(lái)作用力“泰山壓頂”也能做到“巋然不動(dòng)”，可以稱得上是四兩“扛”千斤。
納米陶瓷鋁合金有望成為下一代航空新材料。王浩偉說(shuō)：“目前納米陶瓷鋁合金型材試驗(yàn)已通過(guò)，下一步將進(jìn)行板材和鍛件試驗(yàn)。”
據(jù)悉，納米陶瓷鋁合金此前已經(jīng)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。
