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宝山石墨烯产业功能型平台造就“王牌”铝合金

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-06
        近日,烯碳铝合金锭坯从上海烯碳金属基复合材料工程中心的生产线上成功下线,标志着这一复合材料的中试取得成功。这也是上海市石墨烯产业技术功能型平台推出的首个拳头产品,它解决了传统铝合金刚度不强的问题,有助于我国航空、高铁、汽车等高端制造领域步入轻量化时代。

 
       上海市石墨烯产业技术功能型平台是由上海市科委和宝山区共同打造的石墨烯技术成果产业化的服务平台,位于上海宝山城市工业园区。平台围绕石墨烯产业,聚焦石墨烯应用,系统集成石墨烯创新创业资源,引领石墨烯产业技术的发展方向,促进上海石墨烯产业集群的形成,打造石墨烯领域的创新人才高地,是上海建设具有国际影响力科创中心的重要示范窗口。

此次成功下线的锭坯具有高比模量、高比强度、高硬度和阻尼减振等优异特性,经第三方检测和文献检索,其综合性能已达到国际领先水平。

上海交通大学材料科学与工程学院张荻教授表示,碳纳米管及石墨烯具有卓越的力学性能,其密度只有钢材的1/6,强度却超过钢材的100倍,刚度与自然界中最硬天然金刚石接近。只要有少量的碳纳米管及石墨烯被均匀分散到铝合金基体中,就能部分取代昂贵的合金元素,还能在保持铝合金良好的加工性能基础上极大提高其强度、刚度等力学性能。

张荻擅长向自然要灵感,他借鉴贝壳“珍珠母”的叠层结构,最终开发出“微纳叠片粉末冶金”这一独创的仿生复合技术:先将铝制成微纳片状粉末,再与碳纳米管和石墨烯在微观尺度下均匀复合成为“砖”,然后通过工艺控制,像垒墙一样形成“砖砌式”叠层结构的烯碳铝基复合材料。

为了容纳项目核心设备形型压机,石墨烯平台为该项目提供了600平方米、挑高11米的厂房,并改造了地基和电路。他们还从世界上各种石墨烯粉末中挑选出最适宜添加在铝合金中的一种。截至目前,工程中心已经形成年产能20吨的中试产线,可制备单重达 0.5吨的锭坯,并研发出中强、高强、超高强等系列高模量烯碳铝合金。

 
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