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烯合金问世!中天科技石墨烯铝合金复合材料工业化试产
发布:lee_9124   时间:2017/1/7 10:41:52   阅读:209 
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中天科技1月5日晚间发布公告,由公司牵头联合中国科学院过程工程研究所共同研制的金属(铝)基石墨烯复合材料(下称复合材料)近日取得突破性进展。该复合材料在保证实现实验室性能数据的前提下,已在工业化连铸连轧生产线上成功试生产,在石墨烯应用于金属领域的发展道路上迈出了关键一步。


据了解,石墨烯及其相关应用技术是目前全球关注的热点,其具有独特的二维结构、高强度、高导电性能和高导热性能等超强的力学和功能特性,被认为是最理想的复合材料增强相,相关课题的研究也成为复合材料领域的热点方向。


由中天科技和中科院过程所共同开展的金属基石墨烯复合材料项目,瞄准中天现有主营产业----铝及铝合金架空导线领域的关键瓶颈,即抗拉强度与导电率的矛盾关系进行研究,目标是在相对于传统材料导电率不降或微降的前提下,大幅度提升材料抗拉强度。该项目成果将为我国电力系统建设提供全新的、革命性的导线产品选项,衍生出的新型导线品种将在节能降耗、抗重冰、大跨越等多个领域予以突破。

据悉,该项目在全球范围内首次成功使用工业化连铸连轧方法批量制备出了铝基石墨烯复合材料杆材,相对于此前的批次化生产,将具有更高的产能、更低的成本,对该复合材料未来的产业化推广进程具有重要意义。项目实施过程中,采用针对性工艺研制的复合材料,其抗拉强度提升范围25%~50%,该数值与实验室研究阶段以及批次化中试阶段获得的数据基本一致,达到国内外同类研究成果中的先进水平。

据公司介绍,该项目开发的独特石墨烯添加工艺,不仅有效解决了石墨烯与铝之间难以浸润的问题,还实现了石墨烯在连铸连轧过程中的在线添加。该技术的掌握,将不仅为石墨烯在架空导线用铝材领域的应用提供支撑,更可在大多数铝及铝合金材料领域应用,结合其它工艺调配,使新型复合材料获得针对性更高的性能。例如在交通载具的轻量化发展过程中,“以铝代钢”已成为主要趋势,在石墨烯的助力下,铝材用量可以进一步减少,实现更大程度的轻量化,其经济和社会效益十分显著。


目前,中天科技已针对该项目技术成果进行产业布局,依托旗下主营架空导线的子公司----上海中天铝线有限公司实施,总投资3亿元。届时该先进技术将率先应用于铝及铝合金架空导线产品,之后向多种金属制品领域拓展,可形成企业新的产业增长点,引领中国高端的石墨烯复合材料技术发展,带来良好的经济和社会效益。

石墨烯增强金属基复合材料

通常金属基复合材料都是以包括颗粒、晶须、纤维等形态的陶瓷相作为增强体,在金属基体中引入均匀分散的纳米级增强体粒子,所得到的金属基复合材料往往可以具有更理想的力学性能及导电、导热、耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性能。
 

石墨烯具备优异的力学性能、热学性能和电学性能,是制备金属基纳米复合材料最为理想的增强体之一。然而,如何将石墨烯纳米片均匀分散到金属基体中,同时使石墨烯和金属间形成良好的接触界面且不破坏石墨烯的微观结构成为研究中的重点难题。目前,相关工作集中在石墨烯增强铝、镍和铜基复合材料的研究。上表概括了石墨烯增强金属基复合材料的制备方法和性能增强的结果。


1、石墨烯与基体金属的润湿性难以解决,造成石墨烯与基体金属的界面结合强度较差;

2、石墨烯与金属基体的界面关系不明确;

3、石墨烯在金属基体中的形貌和分散均匀性难以控制。


来源:中天科技
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