中青在线讯(中国青年报·中青在线记者 王烨捷)陶瓷很脆,一摔就碎;铝很软,一掰就弯——这是普通人对于陶瓷和铝这两种材料的印象。可是上海交大材料科学与工程学院王浩伟教授团队让铝里“长”出陶瓷,造出了一个陶铝“大力士”,这个“大力士”身轻如燕却力大无穷18新利官网,从强度和刚度上,甚至超过了“太空金属”钛合金。据悉,这款新材料具有自主知识产权,未来有望带动航空、汽车、高铁领域步入更轻、更节能的新材料时代。8月4日,安徽省淮北市人民政府、上海交通大学、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”,依托上海交大材料科学与工程学院王浩伟教授团队建设交大陶铝新材料创新中心。
据悉,这种超强纳米陶瓷铝合金从研发到应用历经30余年,背后凝结着上海交大五代“材料人”的心血和努力。
上世纪90年代,我国复合材料的创始人之一、上海交大金属基复合材料国家重点实验室创建者吴人洁教授,最早提出了采用“原位自生”方法在铝合金中长出陶瓷增强体,制备铝基复合材料,进入当时材料制备的“无人区”。
王浩伟研究生阶段师从在铸造界享有盛誉的周尧和院士。1996年,周尧和院士在上海交大开辟了“生态材料学”这一全新研究领域。在吴人洁教授和周尧和院士的指导下,王浩伟教授带着团队的青年科研骨干持续攻关,三十年磨一剑,终于迎来了纳米陶瓷铝合金的诞生。“除了周尧和院士和吴人洁教授两位上个世纪20年代出生的’元老’以外,团队里的其他科研人员分别是上个世纪四十年代、五六十年代、七十年代和八十年代出生的。”王浩伟教授说,团队里的五代科研人员都敢想敢干,他们总是冲在国家科研最需要的第一线,颇有“大侠风骨”。
把纳米陶瓷颗粒引入到铝合金,提高了材料的刚度、强度,同时保持了铝合金良好的加工制造性能,突破了规模化工程应用的瓶颈,已在航天、汽车、先进电子设备领域得到了应用。
“相比钛合金和高温合金,铝合金3D打印后性能远低于锻件,纳米陶瓷铝合金3D打印构件可以达到锻件的性能。我们现在正加紧和中国商飞、中国商发合作,助推国产大飞机用上这种具有我们中国自主知识产权的新材料。”王浩伟介绍,目前纳米陶瓷铝合金已经用于天宫一号、天宫二号、量子卫星、气象卫星等关键部件。同时,应用于内燃机活塞和汽车关键部件,不仅能有效减重,还可以节能减排、提高安全性。
中国青年报·中青在线记者了解到,纳米陶瓷铝合金从研发到投产,离不开上海交大创设的“四方合作”框架。8月4日,安徽省淮北市人民政府、上海交通大学、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”,依托上海交大材料科学与工程学院王浩伟教授团队建设交大陶铝新材料创新中心。
早在2013年,安徽省淮北市政府从土地、资金、政策、人才等进行了多方支持,形成了具有年产千吨级中试及生产基地,并成立了安徽相邦复合材料有限公司,使纳米陶瓷铝合金材料的量产能力能满足在航天、航空、汽车等领域大规模应用的需求;2015年,上海交大与上海均瑶(集团)有限公司合作建设联合研发中心,使纳米陶瓷铝合金迅速进入航空和汽车等百亿以上级别的产业领域;而在航空领域,王浩伟团队已在航发、商发开展多种航空发动机叶片试验,与中国商飞实现深度合作,剑指“新一代航空材料”;在汽车领域,转向节已通过台架试验,内燃机活塞也即将量产。
“一直以来,上海交大始终将科技创新能力的提升与国家战略发展方向紧密结合,特别是在推动科技成果转化方面,学校始终坚持在机制体系完善上不断下功夫,以期形成‘科技创新实现社会价值,社会价值促进科研创新’的良性循环,这次纳米陶瓷铝合金成果的成功转化,正是学校多年来不断完善产学研合作机制的重要成果。”上海交大校长、中国工程院院士林忠钦说,“未来,上海交大将继续在推动科技成果转化的道路上不断努力,进一步打通从实验室到市场的‘绿色通道’,为服务国家、服务社会做出更多贡献。”
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