中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近日第九屆中國(guó)國(guó)際 " 互聯(lián)網(wǎng) +" 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上海賽區(qū)決賽在上海交通大學(xué)成功舉辦，來(lái)自上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、華東師范大學(xué)、華東理工大學(xué)的6個(gè)項(xiàng)目從市賽決賽中脫穎而出，最終上海交通大學(xué) " 陶鋁智造——超高強(qiáng)陶鋁材料一體化3D打印開(kāi)拓者 " 項(xiàng)目斬獲冠軍。

“陶鋁智造”項(xiàng)目首創(chuàng)具有密度高、超高強(qiáng)、批量化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)的3D打印專(zhuān)用陶鋁材料，通過(guò)模擬仿真實(shí)驗(yàn)打印件性能全面提升。目前，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的大尺寸航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片成功實(shí)現(xiàn)了減重和輕量化。

什么是陶鋁材料？

陶瓷脆而硬，鋁輕而軟，兩者結(jié)合新材料——陶鋁材料。該材料結(jié)合了陶瓷顆粒及鋁合金的優(yōu)點(diǎn)，突破了單一材料的性能局限，具有輕質(zhì)、高剛度、高強(qiáng)度、高抗疲勞、耐高溫的優(yōu)越性能，其力學(xué)性能遠(yuǎn)高于鋁合金，同時(shí)保持了鋁合金良好的加工制造性能。

陶鋁材料應(yīng)用廣泛

陶鋁新材料具有高強(qiáng)輕質(zhì)、耐溫耐勞、減震低脹、易工易塑的特點(diǎn)，憑借其優(yōu)異的性能，將助推我國(guó)航天航空業(yè)、汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。其獨(dú)特的材料組成和特性使得陶鋁材料成為研究和工程領(lǐng)域中備受關(guān)注的材料之一。

航空領(lǐng)域

5月28日，國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī)圓滿(mǎn)完成首個(gè)商業(yè)航班飛行，該飛機(jī)上已大批量使用了陶鋁材料。

客機(jī)艙門(mén)和地板支撐梁實(shí)現(xiàn)大幅減重，通過(guò)對(duì)納米陶瓷鋁合金進(jìn)行成分優(yōu)化設(shè)計(jì)、熔鑄、軋制技術(shù)攻關(guān)研發(fā)的飛機(jī)蒙皮，有效改善了第二代鋁鋰合金的各向異性問(wèn)題，使材料的屈服強(qiáng)度提高了40%，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的替代。

陶鋁材料應(yīng)用于航空零部件，能提高壽命，降低重量，節(jié)省成本：型材靜強(qiáng)度比航空鋁合金提升20%；陶鋁3D打印件具有高尺寸穩(wěn)定性。

陶鋁材料應(yīng)用于風(fēng)扇葉片、轉(zhuǎn)子葉片、靜子葉片、靜子葉片整體環(huán)，可實(shí)現(xiàn)大幅減重。此外，利用陶鋁3D打印技術(shù)，可輕松實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇葉片空心化，其重量達(dá)到空心率為60%以上的鈦合金風(fēng)扇葉片的水平。

內(nèi)燃機(jī)

陶鋁材料的耐高溫性能，可用作高溫結(jié)構(gòu)材料。面向發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件，發(fā)揮陶鋁材料的耐高溫性能，大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和活塞使用壽命。陶鋁活塞在高溫強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上都達(dá)到世界最高水平，領(lǐng)先目前國(guó)際市場(chǎng)最先進(jìn)活塞10%以上，徹底打破了國(guó)外在高功率發(fā)動(dòng)機(jī)活塞方面的“卡脖子”技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了高端活塞完全自主化生產(chǎn)。

另外，陶鋁材料應(yīng)用于柴油、汽油和新能源發(fā)動(dòng)機(jī)，可有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能，降低油耗、減少污染物排放。

汽車(chē)輕量化

汽車(chē)輕量化是新能源汽車(chē)、節(jié)能汽車(chē)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的共性基礎(chǔ)技術(shù)，是我國(guó)節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)的未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展方向。使用陶鋁新材料可在普通鋁合金的基礎(chǔ)上增加20%的強(qiáng)度，且保證同樣的延伸率。其應(yīng)用于汽車(chē)上的不同零部件，如車(chē)身結(jié)構(gòu)件、汽車(chē)底盤(pán)零件等，其實(shí)現(xiàn)汽車(chē)降重、降成本、提高疲勞壽命等目標(biāo)，同時(shí)也降低了成本。

軌道交通

陶鋁材料是制造高鐵、磁懸浮列車(chē)、城軌列車(chē)等軌道交通車(chē)輛的優(yōu)質(zhì)材料，可增加零部件的強(qiáng)度，大幅減輕車(chē)輛自重，降低能耗，增加載重。

陶鋁型材的特性高度契合軌道交通車(chē)輛結(jié)構(gòu)材料的性能要求，對(duì)軌道交通車(chē)輛減重、提速、節(jié)能、降噪等具有重要意義。

在城市軌道交通方面，陶鋁材料的抗冷熱疲勞壽命以及高溫摩擦性能遠(yuǎn)超進(jìn)口外加SiC鋁合金材料，同時(shí)在機(jī)加成型和可循環(huán)利用等方面也具有顯著優(yōu)勢(shì)。

精密電子

陶鋁材料還可以應(yīng)用于電子器件領(lǐng)域，如散熱器、封裝基板等，由于其導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的優(yōu)良特性，能夠有效地管理電子設(shè)備的散熱問(wèn)題。

其應(yīng)用于新一代芯片焊接設(shè)備關(guān)鍵零部件，可保證零部件在高速運(yùn)動(dòng)（16～20g加速度）下的剛度、尺寸穩(wěn)定性與減振性能，大幅提升焊接效率。

陶鋁材料：需求量大，政策支持，發(fā)展強(qiáng)勁

陶鋁材料是基礎(chǔ)材料的顛覆性變革產(chǎn)品，其優(yōu)異的特性不僅在民用方面應(yīng)用廣泛，在軍用領(lǐng)域也有多加應(yīng)用。目前我國(guó)陶鋁材料技術(shù)進(jìn)步和工藝創(chuàng)新成為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和提升產(chǎn)品檔次的主要?jiǎng)恿�，并且伴隨著陶鋁新材料行業(yè)逐步適應(yīng)國(guó)際消費(fèi)趨勢(shì)的主流，由生產(chǎn)低檔次產(chǎn)品向高品質(zhì)、高檔次及高附加值的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，逐步完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈，向價(jià)值鏈高端邁進(jìn)。

未來(lái)，陶鋁材料在民用、軍用領(lǐng)域?qū)⒂胁豢晒懒康陌l(fā)展前景，規(guī)模化生產(chǎn)指日可待；隨著國(guó)民生活水平提高，國(guó)家綜合國(guó)力日益增強(qiáng)，對(duì)陶鋁材料市場(chǎng)需求也隨著增多。

另外，陶鋁材料工業(yè)已被列為“十四五”發(fā)展規(guī)劃中，目前我國(guó)陶鋁材料基地已落點(diǎn)建成，生產(chǎn)能力大幅提升。此外，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，陶鋁材料的定制化制備將成為可能，滿(mǎn)足各種特定應(yīng)用的需求。未來(lái)，隨著更多新型陶鋁材料的開(kāi)發(fā)和制備技術(shù)的改進(jìn)，陶鋁材料將繼續(xù)為科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

來(lái)源：南極熊3D打印、上海交大特材所、新材料情報(bào)NMT

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

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