超强纳米陶瓷铝合金问世 将实现产业化

        据《劳动报》报道，陶瓷很脆，一摔就碎；铝很软，一掰就弯。昨天上午，上海交大材料科学与工程学院王浩伟教授团队宣布研制出了超强纳米陶瓷铝合金，并将实现产业化。它不仅是具有自主知识产权的中国制造，还有望带动航空、汽车、高铁领域步入更轻、更节能的新材料时代。


铝和陶瓷“结合”难


        铝很轻，铝合金材料可以使手机、电脑变得更加轻薄便携，但铝的“弱点”也很明显：虽然它的韧性不错，但因为太软，易变形、也易断裂，到了对材料的强度和硬度要求都很高的场合显然“撑不了场”。如果只论硬度，陶瓷比钢铁要硬很多。如果把陶瓷的属性掺到铝里，制作出来的材料会不会结合两者的优点？铝里“掺”陶瓷的办法说起来容易，实际做起来没那么简单。目前国际上传统方法是先把陶瓷制成颗粒或纤维，然后用搅拌铸造或粉末冶金的方法混入铝合金中获得铝基复合材料，这种办法能提高材料的强度和刚度，可是又会出现加工成形困难、强度及塑性差和性能不稳定等一系列问题，严重阻碍了这种材料的工程应用。


新材料将实现产业化


        “既然用物理方法从外面往铝里掺陶瓷的路走不通了，我们又想了另外一个办法———‘无中生有’，让陶瓷自己从铝里‘长’出来，这样两种材料就能相容了，如果再搞成纳米，就把陶瓷的属性真正加到了铝里面，生成了一种浑然一体的新材料。”王浩伟教授介绍说，他们最终采用了“原位自生技术”，通过熔体控制自生，陶瓷颗粒的尺寸由外加法的几十微米降低到纳米级，突破了外加陶瓷铝基复合材料塑性低、加工难等应用瓶颈。这种纳米陶瓷铝合金重量轻，且具有高刚度、高强度、抗疲劳、低膨胀、高阻尼、耐高温等特点，突破了规模化工程应用的瓶颈，目前已在航天、汽车、先进电子设备领域得到了应用。