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人民網(wǎng)上海8月6日電 （記者姜泓冰、屠知力） 陶瓷很脆，一摔就碎；鋁很軟，一掰就彎。上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團隊卻讓鋁里“長(cháng)”出陶瓷，造出了一個(gè)身輕如燕卻力大無(wú)窮的陶鋁“大力士”，強度和剛度甚至超過(guò)了“太空金屬”鈦合金！它不僅為 “中國制造”增添了一個(gè)具有自主知識產(chǎn)權的原創(chuàng )新材料，還有望“四兩扛千斤”，帶動(dòng)航空、汽車(chē)、高鐵領(lǐng)域步入更輕、更節能的新材料時(shí)代。這一納米陶瓷鋁合金，今天成功實(shí)現了成果轉化。
納米陶瓷鋁合金四兩“扛”千斤
鋁里“摻”陶瓷，制作既輕又硬的新材料，說(shuō)來(lái)容易做則難。國際上傳統方法是先把陶瓷制成顆?；蚶w維，然后用攪拌鑄造或粉末冶金的方法混入鋁合金中獲得鋁基復合材料，這種辦法會(huì )出現加工成形困難、強度及塑性差和性能不穩定等一系列問(wèn)題，嚴重阻礙了這種材料的工程應用。而王浩偉教授想做的是，把陶瓷的屬性真正加到鋁里面，生成渾然一體的新材料。他們最終采用了“原位自生技術(shù)”，通過(guò)熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到納米級，突破了外加陶瓷鋁基復合材料塑性低、加工難等應用瓶頸。
這種納米陶瓷鋁合金重量輕，具有高剛度、高強度、抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點(diǎn)，而且工藝性好、成本低，有望成為下一代航空新材料，使國產(chǎn)大飛機更輕快、更安全地在藍天翱翔。王浩偉教授表示，目前納米陶瓷鋁合金已經(jīng)用于天宮一號、天宮二號、量子衛星、氣象衛星等關(guān)鍵部件翱翔于太空。同時(shí)，應用于內燃機活塞和汽車(chē)關(guān)鍵部件，不僅能有效減重，還可以節能減排、提高安全性。
四方合作，成果轉化引領(lǐng)新產(chǎn)業(yè)
王王浩偉教授說(shuō)，這項成果背后，凝結著(zhù)上海交大五代“材料人”的心血。
8月4日，安徽省淮北市人民政府、上海交通大學(xué)、上海均瑤（集團）有限公司、安徽相邦復合材料有限公司簽署“四方協(xié)議”，將依托上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院王浩偉教授團隊建設交大陶鋁新材料創(chuàng )新中心。
據上海交大先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(cháng)劉燕剛介紹，長(cháng)期以來(lái)，上海交大就對王浩偉教授團隊的納米陶瓷鋁合金項目給予了持續的大力資助和支持，同時(shí)也積極對外尋找成果落地轉化的合作條件。2013年，安徽省淮北市政府從土地、資金、政策、人才等進(jìn)行了多方支持，形成了具有年產(chǎn)千噸級中試及生產(chǎn)基地，并成立了安徽相邦復合材料有限公司，使納米陶瓷鋁合金材料的量產(chǎn)能力能滿(mǎn)足在航天、航空、汽車(chē)等領(lǐng)域大規模應用的需求。2015年，上海交大與上海均瑤（集團）有限公司合作建設聯(lián)合研發(fā)中心，使納米陶瓷鋁合金迅速進(jìn)入航空和汽車(chē)等百億以上級別的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。在航空領(lǐng)域，目前王浩偉教授團隊已在航發(fā)、商發(fā)開(kāi)展多種航空發(fā)動(dòng)機葉片試驗，與中國商飛實(shí)現深度合作，劍指“新一代航空材料”；在汽車(chē)領(lǐng)域，轉向節已通過(guò)臺架試驗，內燃機活塞也即將量產(chǎn)。
“如今的四方合作將搭建一個(gè)有利于納米陶瓷鋁合金拓展應用的市場(chǎng)化運作平臺，建立具有自主知識產(chǎn)權的材料生產(chǎn)、產(chǎn)品設計、制造工藝以及使用標準等成套體系。這一科研成果的落地轉化，也是上海交大對接國家重大戰略需求、服務(wù)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一次成功實(shí)踐，它將為社會(huì )和經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng )造更多價(jià)值。”劉燕剛說(shuō)。
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