上海交大研發(fā)出輕質(zhì)高強新材料用于大飛機制造

　　昨天，上海交通大學(xué)首度公開(kāi)一批神奇新材料的實(shí)樣。記者現場(chǎng)掂量了兩套新能源汽車(chē)轉向節：通常用鑄鐵制造的轉向節，一只手提起來(lái)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(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，不僅大車(chē)商用了它，連國產(chǎn)大飛機也正在進(jìn)行相關(guān)型材測試，想讓航空材料更新?lián)Q代。事實(shí)上，這種陶鋁復合材料已用于天宮一號、天宮二號、量子衛星、氣象衛星等關(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，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(diǎn)實(shí)驗室創(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(cháng)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(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團隊手中終于“鑄就”，他說(shuō)：“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(xué)院院士周堯和前來(lái)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(guò)試驗考核時(shí)，王浩偉在現場(chǎng)突發(fā)心臟病，幸虧及時(shí)救治才有驚無(wú)險。

　　專(zhuān)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(diǎn)，其剛強度甚至超過(guò)“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(jīng)理、國產(chǎn)大飛機C919總設計師吳光輝說(shuō)，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(lèi)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(jìn)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(dòng)機有限責任公司合作，包括多種航空發(fā)動(dòng)機葉片試驗，助推國產(chǎn)大飛機用上自主知識產(chǎn)權的新材料。

　　上海交大先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(cháng)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(chǎn)千噸級中試及生產(chǎn)基地，使其量產(chǎn)能力滿(mǎn)足在航天、航空、汽車(chē)等領(lǐng)域大規模應用。如汽車(chē)領(lǐng)域，應用此項新材料的轉向節已通過(guò)臺架試驗，內燃機活塞也即將量產(chǎn)。中國復合材料學(xué)會(huì )副理事長(cháng)、西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)教授成來(lái)飛則評價(jià)稱(chēng)：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。