上海交大研發(fā)出輕質(zhì)高強(qiáng)新材料用于大飛機(jī)制造

　　昨天，上海交通大學(xué)首度公開一批神奇新材料的實(shí)樣。記者現(xiàn)場(chǎng)掂量了兩套新能源汽車轉(zhuǎn)向節(jié)：通常用鑄鐵制造的轉(zhuǎn)向節(jié)，一只手提起來都很費(fèi)勁;用新型陶鋁材料制造的那種，一根食指便能挑起。這一超強(qiáng)納米陶瓷鋁合金，由上海交大五代“材料人”攻堅(jiān)30年而成。通過產(chǎn)學(xué)研合作，不僅大車商用了它，連國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)也正在進(jìn)行相關(guān)型材測(cè)試，想讓航空材料更新?lián)Q代。事實(shí)上，這種陶鋁復(fù)合材料已用于天宮一號(hào)、天宮二號(hào)、量子衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等關(guān)鍵部件。

　　從陶瓷刀、陶瓷裝甲到陶瓷防彈衣，論硬度陶瓷比鋼鐵硬很多，卻性脆易碎;鋁則是最常用的輕金屬，韌性不錯(cuò)，但易變形。上世紀(jì)90年代，國(guó)際上曾采用往鋁里“摻”陶瓷的物理方法制作新材料，效果不是很理想。我國(guó)復(fù)合材料創(chuàng)始人之一、上海交大金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建者吳人潔，最早提出采用“原位自生”的化學(xué)方法在鋁合金中長(zhǎng)出陶瓷增強(qiáng)體，制備鋁基復(fù)合材料。如今，這一高強(qiáng)材料在上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團(tuán)隊(duì)手中終于“鑄就”，他說：“再搞成納米級(jí)，就把陶瓷的屬性真正加到鋁里面，生成了渾然天成的新材料。”

　　王浩偉的研究生導(dǎo)師、90歲高齡的中國(guó)科學(xué)院院士周堯和前來道賀，他告訴記者，這支團(tuán)隊(duì)幾十年如一日埋頭鉆研。團(tuán)隊(duì)成員都記得，當(dāng)新材料制備的裝備第一次通過試驗(yàn)考核時(shí)，王浩偉在現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)心臟病，幸虧及時(shí)救治才有驚無(wú)險(xiǎn)。

　　專家們認(rèn)為，這種納米陶瓷鋁合金不僅重量輕，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)，其剛強(qiáng)度甚至超過“太空金屬”鈦合金。

　　“一代材料，一代飛機(jī)。”中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919總設(shè)計(jì)師吳光輝說，從木飛機(jī)、鋁飛機(jī)到碳飛機(jī)，目前鋁鋰合金材料和碳纖維復(fù)合材料是新一代飛機(jī)研制較為理想的結(jié)構(gòu)材料。寬體客機(jī)更適用碳纖維復(fù)合材料，而C919這類窄體客機(jī)則更需要金屬?gòu)?fù)合材料。“這種新材料比已有的金屬?gòu)?fù)合材料都好。”他透露，這一陶鋁材料正進(jìn)行型材測(cè)試，有望拓展到板材、鍛件測(cè)試，具備發(fā)展為下一代航空新材料的潛力。交大團(tuán)隊(duì)也正加緊和中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司合作，包括多種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片試驗(yàn)，助推國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)用上自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料。

　　上海交大先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)劉燕剛透露，根據(jù)跨省四方協(xié)議，淮北市政府對(duì)項(xiàng)目多方支持，形成具有年產(chǎn)千噸級(jí)中試及生產(chǎn)基地，使其量產(chǎn)能力滿足在航天、航空、汽車等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。如汽車領(lǐng)域，應(yīng)用此項(xiàng)新材料的轉(zhuǎn)向節(jié)已通過臺(tái)架試驗(yàn)，內(nèi)燃機(jī)活塞也即將量產(chǎn)。中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)教授成來飛則評(píng)價(jià)稱：新材料性能高大上，綜合成本接地氣，在軍民融合方面大有作為。