大胆创想让陶瓷自己“长”出来

　　铝韧性不错，但太软且强度不高。论硬度，陶瓷比钢铁要强很多。这两种材料结合的铝基复合材料重量轻、硬度大，具有韧性高又不易断裂变形的优秀性能。目前国际上“铝里掺陶瓷”的传统方法是：将陶瓷颗粒或纤维，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，提高材料的强度和刚度，但因陶瓷大颗粒的存在，生成和加工成形困难、强度及塑性差、性能不稳定。

　　“既然用物理方法从外面往铝里掺陶瓷的路走不通，我们就想‘无中生有’，让陶瓷自己从铝里‘长’出来。”上海交大特种材料研究所所长、长江学者王浩伟教授介绍，团队采用“原位自生技术”，通过化学方法，在铝里加入能够生成陶瓷的成分，用熔体控制自生，“就像从肉里长出骨头，又轻又强。而且这种方式生出的陶瓷颗粒能降低到纳米级。”这种纳米陶铝合金重量轻，且具有抗疲劳、低膨胀、高阻尼、耐高温等特点，其强度是同等重量的钛合金的1.5倍、镁合金的2倍、高强钢的3倍，可谓“四两拨千斤”。

　　助国产大飞机练就一身“轻功”

　　复合材料是航空材料领域争夺的技术，材料的变革都带来航空技术的巨大进步。王浩伟教授表示，目前纳米陶瓷铝合金已用于天宫一号、天宫二号、量子卫星、气象卫星等关键部件翱翔于太空，同时应用于内燃机活塞和汽车关键部件。他透露，目前团队正加紧和中国商飞、中国商发合作，已在航发、商发开展多种航空发动机叶片试验，助推国产大飞机用上这种具有中国自主知识产权的新材料。中国商用飞机有限责任公司副总经理、C919大型客机总设计师吴光辉说：“金属复合材料是目前和未来飞机制造正在应用发展的主要材料，用于C919上的铝锂合金比常规材料减重10%，从实验室到飞机走过10年。目前从实验结果来看，纳米陶瓷铝合金各项表现都优于现有材料。我们计划在部分挤压型材上先展开合作，也期待这种新材料下一步在板材、锻件上服务于国产飞机。”

　　为了让该新材料走出实验室，为社会创造出更大的价值，安徽省淮北市人民政府、上海交通大学、上海均瑶（集团）有限公司、安徽相邦复合材料有限公司前天签署“四方协议”，建设交大陶铝新材料创新中心，建立具有自主知识产权的材料生产、产品设计、制造工艺以及使用标准等成套体系。