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金屬基石墨烯復(fù)合材料技術(shù)獲重大突破

發(fā)布日期:2017-03-07

核心提示:日前,由江蘇中天科技股份有限公司牽頭,聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所共同研制的金屬(鋁)基石墨烯復(fù)合材料(下稱復(fù)合材料)取

日前,由江蘇中天科技股份有限公司牽頭,聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所共同研制的金屬(鋁)基石墨烯復(fù)合材料(下稱復(fù)合材料)取得突破性進(jìn)展。該復(fù)合材料在保證實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室性能數(shù)據(jù)的前提下,已在工業(yè)化連鑄連軋生產(chǎn)線上成功試生產(chǎn),在石墨烯應(yīng)用于金屬領(lǐng)域的發(fā)展道路上邁出了關(guān)鍵一步。

石墨烯及其相關(guān)應(yīng)用技術(shù)是目前全球關(guān)注的熱點(diǎn),石墨烯具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性能和高導(dǎo)熱性能等超強(qiáng)的力學(xué)和功能特性,被認(rèn)為是最理想的復(fù)合材料,相關(guān)課題的研究也成為復(fù)合材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向。由中天科技和中科院共同開(kāi)展的金屬基石墨烯復(fù)合材料項(xiàng)目,瞄準(zhǔn)中天現(xiàn)有主營(yíng)產(chǎn)業(yè)——鋁及鋁合金架空導(dǎo)線領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸,即抗拉強(qiáng)度與導(dǎo)電率的矛盾關(guān)系進(jìn)行研究,目標(biāo)是在相對(duì)于傳統(tǒng)材料導(dǎo)電率不降或微降的前提下,大幅度提升材料抗拉強(qiáng)度。該項(xiàng)目成果將為我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)提供全新的、革命性的導(dǎo)線產(chǎn)品選項(xiàng),衍生出的新型導(dǎo)線品種將在節(jié)能降耗、抗重冰、大跨越等多個(gè)領(lǐng)域有所突破。

該項(xiàng)目在全球范圍內(nèi)首次成功使用工業(yè)化連鑄連軋方法,批量制出了鋁基石墨烯復(fù)合材料桿材,相對(duì)于此前的批次化生產(chǎn),將具有更高的產(chǎn)能、更低的成本,對(duì)該復(fù)合材料未來(lái)的產(chǎn)業(yè)化推廣具有重要意義。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,采用針對(duì)性工藝研制的復(fù)合材料,其抗拉強(qiáng)度提升25%~50%,該數(shù)值與實(shí)驗(yàn)室研究階段及批次化中試階段獲得的數(shù)據(jù)基本一致,達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類研究成果中的先進(jìn)水平。

該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的獨(dú)特石墨烯添加工藝,不僅有效解決了石墨烯與鋁之間難以浸潤(rùn)的問(wèn)題,還實(shí)現(xiàn)了石墨烯在連鑄連軋過(guò)程中的在線添加。該技術(shù)的掌握,不僅為石墨烯在架空導(dǎo)線領(lǐng)域的應(yīng)用提供支撐,而且能在大多數(shù)鋁及鋁合金材料領(lǐng)域應(yīng)用,結(jié)合其他工藝調(diào)配,使新型復(fù)合材料獲得針對(duì)性更高的性能。例如在交通載具的輕量化發(fā)展過(guò)程中,“以鋁代鋼”已成為主要趨勢(shì),在石墨烯的助力下,鋁材用量可以進(jìn)一步減少,實(shí)現(xiàn)更大程度的輕量化,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。

目前中天科技已針對(duì)該項(xiàng)目技術(shù)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局,依托旗下主營(yíng)架空導(dǎo)線的子公司——上海中天鋁線有限公司實(shí)施,總投資3億元。屆時(shí)該先進(jìn)技術(shù)將率先應(yīng)用于鋁及鋁合金架空導(dǎo)線產(chǎn)品,之后向多種金屬制品領(lǐng)域拓展,可形成企業(yè)新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn),引領(lǐng)中國(guó)高端的石墨烯復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展,帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。



 
關(guān)鍵詞: 石墨烯
 
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