鋁裡“長”陶瓷？超強納米陶瓷鋁合金有望開辟航空新天地

2017年8月6日，上海交通大學材料科學與工程學院王浩偉教授科研團隊研制出的超強納米陶瓷鋁合金首度公開亮相。超強納米陶瓷鋁合金比傳統材料優在哪些地方？這種新材料的出現有何重大意義？

2017年8月10日，上海交大材料科學與工程學院王浩偉教授在介紹由超強納米陶瓷鋁合金材料制成的用於航天通信領域的關鍵零部件。（丁汀/新華社）

超強納米陶瓷鋁合金的小小身軀有大優勢

上海交大材料科學與工程學院教授王浩偉在接受《科技日報》採訪時介紹，想要實現陶瓷和鋁的結合，目前國際上傳統的方法是通過把陶瓷制成顆粒或纖維，然后用攪拌鑄造或粉末冶金的方法將陶瓷混入鋁合金中，從而獲得鋁基復合材料，但這種鋁基復合材料的塑性低且加工過程難。為了解決鋁基復合材料塑性低、加工難的問題，科研人員採用原位自生技術，通過熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到納米級，得到超強納米陶瓷鋁合金。這種由陶瓷和金屬鋁組成的合金不僅可以減重約60％，而且其強度和剛度甚至超過了“太空金屬”鈦合金。此外，它還具有抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點。

超強納米陶瓷鋁合金是一把開啟新材料時代的鑰匙

中國商飛有限責任公司副總經理、國產大飛機C919總設計師吳光輝在接受新華網採訪時表示，重量輕、抗腐蝕、耐疲勞的鋁鋰合金材料和碳纖維復合材料是目前新一代飛機研制較為理想的結構材料，而超強納米陶瓷鋁合金具有更大的減重潛力，加之其工藝性好、成本又低，有望帶動航空、汽車、高鐵等領域步入更輕、更節能的新材料時代。吳光輝在接受中國新聞網採訪時還提到，復合材料是航空材料領域爭奪的技術高地，每一次航空材料的變革都會帶來航空技術的巨大進步。目前，雖然寬體客機更適合用碳纖維復合材料，但像C919這類窄體客機則更需要金屬復合材料，超強納米陶瓷鋁合金作為金屬復合材料中的一員，比其它已有的金屬復合材料都要好，所以超強納米陶瓷鋁合金很有希望促進航空領域的發展。（趙文華）

本文由中科院物理所副研究員羅會仟進行科學性把關，專家主要研究領域為超導、電子、電磁、半導體、自動化、中子散射等。