上海交大研發(fā)出輕質高強新材料用于大飛機制造

　　昨天，上海交通大學首度公開一批神奇新材料的實樣。記者現(xiàn)場掂量了兩套新能源汽車轉向節(jié)：通常用鑄鐵制造的轉向節(jié)，一只手提起來都很費勁;用新型陶鋁材料制造的那種，一根食指便能挑起。這一超強納米陶瓷鋁合金，由上海交大五代“材料人”攻堅30年而成。通過產學研合作，不僅大車商用了它，連國產大飛機也正在進行相關型材測試，想讓航空材料更新?lián)Q代。事實上，這種陶鋁復合材料已用于天宮一號、天宮二號、量子衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等關鍵部件。

　　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，但易變形。上世紀90年代，國際上曾采用往鋁里“摻”陶瓷的物理方法制作新材料，效果不是很理想。我國復合材料創(chuàng)始人之一、上海交大金屬基復合材料國家重點實驗室創(chuàng)建者吳人潔，最早提出采用“原位自生”的化學方法在鋁合金中長出陶瓷增強體，制備鋁基復合材料。如今，這一高強材料在上海交大材料科學與工程學院王浩偉教授團隊手中終于“鑄就”，他說：“再搞成納米級，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。”

　　王浩偉的研究生導師、90歲高齡的中國科學院院士周堯和前來道賀，他告訴記者，這支團隊幾十年如一日埋頭鉆研。團隊成員都記得，當新材料制備的裝備第一次通過試驗考核時，王浩偉在現(xiàn)場突發(fā)心臟病，幸虧及時救治才有驚無險。

　　專家們認為，這種納米陶瓷鋁合金不僅重量輕，且具有高剛度、高強度、抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點，其剛強度甚至超過“太空金屬”鈦合金。

　　“一代材料，一代飛機。”中國商用飛機有限責任公司副總經理、國產大飛機C919總設計師吳光輝說，從木飛機、鋁飛機到碳飛機，目前鋁鋰合金材料和碳纖維復合材料是新一代飛機研制較為理想的結構材料。寬體客機更適用碳纖維復合材料，而C919這類窄體客機則更需要金屬復合材料。“這種新材料比已有的金屬復合材料都好。”他透露，這一陶鋁材料正進行型材測試，有望拓展到板材、鍛件測試，具備發(fā)展為下一代航空新材料的潛力。交大團隊也正加緊和中航商用航空發(fā)動機有限責任公司合作，包括多種航空發(fā)動機葉片試驗，助推國產大飛機用上自主知識產權的新材料。

　　上海交大先進產業(yè)技術研究院院長劉燕剛透露，根據跨省四方協(xié)議，淮北市政府對項目多方支持，形成具有年產千噸級中試及生產基地，使其量產能力滿足在航天、航空、汽車等領域大規(guī)模應用。如汽車領域，應用此項新材料的轉向節(jié)已通過臺架試驗，內燃機活塞也即將量產。中國復合材料學會副理事長、西北工業(yè)大學材料學教授成來飛則評價稱：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。