5月14~15日，2021國(guó)際層狀金屬?gòu)?fù)合材料論壇暨第六屆中國(guó)鋁基復(fù)合材料技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)在上海召開。本屆論壇由上海市有色金屬學(xué)會(huì)和上海有色金屬行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)起組織，上海交通大學(xué)、上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)、上海理工大學(xué)、太原理工大學(xué)共同主辦。30余名金屬?gòu)?fù)合材料領(lǐng)域的知名學(xué)者、專家作精彩報(bào)告，分享本領(lǐng)域最前沿的技術(shù)與成果，和與會(huì)代表共同研討層狀金屬?gòu)?fù)合材料的新發(fā)展、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝和新市場(chǎng)。

超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用將不斷拓展

超導(dǎo)技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在電力、能源、醫(yī)療、國(guó)防、交通和大科學(xué)裝置等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。其中，超導(dǎo)技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用可望提升電力工業(yè)的發(fā)展水平和促進(jìn)電力行業(yè)的重大變革，發(fā)展趨向明顯。

會(huì)上，中國(guó)工程院院士黃崇祺作了題為《中國(guó)高溫超導(dǎo)電纜及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展》的主題報(bào)告，介紹了超導(dǎo)電纜發(fā)展現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)創(chuàng)新方向，并就行業(yè)發(fā)展提出了建議。目前，國(guó)內(nèi)高溫超導(dǎo)電纜的研究發(fā)展進(jìn)程已經(jīng)進(jìn)入第三階段，即高溫超導(dǎo)電纜示范性工程項(xiàng)目研究階段。近年來，國(guó)內(nèi)已相繼在寶鋼、徐家匯、廣東深圳、江蘇同里等地開展了多個(gè)高溫超導(dǎo)電纜示范性工程項(xiàng)目。

黃崇祺院士指出，超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展為我國(guó)提供了“跨越式發(fā)展”的重大機(jī)遇。未來，伴隨著超導(dǎo)材料、低溫配套、電纜制造等技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模的壯大，超導(dǎo)電纜的成本會(huì)大幅下降，以超導(dǎo)電纜為代表的超導(dǎo)儲(chǔ)能、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)變壓器等新型超導(dǎo)電力設(shè)施的應(yīng)用將不斷拓展。尤其是超導(dǎo)電纜具有損耗低、容量大、體積小、無污染等優(yōu)點(diǎn)，有望在改造和擴(kuò)容、人口密集區(qū)的電力設(shè)施建設(shè)、超安全電網(wǎng)以及常規(guī)技術(shù)難以解決的特定場(chǎng)合獲得工程應(yīng)用及推廣。

陶鋁新材料引領(lǐng)輕量化變革

輕量化是結(jié)構(gòu)材料永恒的主題。在航天領(lǐng)域，每減重一公斤發(fā)射成本可節(jié)約50萬美元；航空領(lǐng)域，減重1%可節(jié)約300~600萬美元/年；交通領(lǐng)域，汽車自重每減少10%，燃油消耗可降低6%~8%，排放降低5%~6%。

上海交通大學(xué)教授王浩偉介紹了該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的陶鋁新材料——納米陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。陶鋁新材料采用了“原位自生技術(shù)”，在鋁熔體中加入組成陶瓷的基本元素合成陶瓷顆粒，將陶瓷顆粒的尺寸降低到納米級(jí)，突破了鋁基復(fù)合材料塑性差、強(qiáng)而不韌、加工難等應(yīng)用瓶頸，實(shí)現(xiàn)了鋁基復(fù)合材料強(qiáng)度、剛度、塑性和疲勞極限的全面提升。

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)。目前，陶鋁新材料已成功在航天器關(guān)鍵構(gòu)件，以及大型客機(jī)的地板支撐梁、飛機(jī)蒙皮等部件上得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的替代，有望解決我國(guó)高性能鋁合金板材可能面臨的“卡脖子”問題。此外，陶鋁新材料在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)、副車架等部件上也得到了工業(yè)化應(yīng)用，可降低汽車自身重量，助力汽車輕量化。

王浩偉介紹，目前，已經(jīng)建成的年產(chǎn)2.3萬噸陶鋁新材料全自動(dòng)鑄錠生產(chǎn)線、2.7萬噸半連續(xù)鑄錠生產(chǎn)線、500噸鑄軋桿生產(chǎn)線、100噸制粉生產(chǎn)線，具備了年產(chǎn)1000件特鑄零件和30噸精密鑄件、80萬只活塞、26萬臺(tái)套電池托盤等汽車零部件的生產(chǎn)能力。20萬套副車架生產(chǎn)線也計(jì)劃于今年達(dá)產(chǎn)。二期汽車輕量化零部件生產(chǎn)線、全自動(dòng)活塞生產(chǎn)線等也正在建設(shè)中。

加強(qiáng)基礎(chǔ)研究

拓展連接技術(shù)應(yīng)用

基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新之源，基礎(chǔ)研究的長(zhǎng)期積累為新材料的創(chuàng)新與發(fā)展奠定了可靠的基礎(chǔ)。多年來，上海交通大學(xué)金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張荻教授團(tuán)隊(duì)，致力于在金屬基復(fù)合材料的理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。近年來，該實(shí)驗(yàn)室通過從單組元逐級(jí)構(gòu)建多元體系物相生成熱力學(xué)和粘著功模型，以及形變加工機(jī)制，提出了高強(qiáng)韌金屬基復(fù)合材料的構(gòu)型化復(fù)合理論，推出了納米碳增強(qiáng)鋁基微納磚砌構(gòu)型化復(fù)合材料，在航空、航天和國(guó)防領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

連接技術(shù)是異種材料構(gòu)成連接結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用不斷為異種材料的連接提供著新的技術(shù)保障。本屆論壇特別邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)專業(yè)從事焊接技術(shù)的哈爾濱工業(yè)大學(xué)和中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所，就異種金屬材料連接新技術(shù)如激光焊接、電子束焊接和超聲波焊接等進(jìn)行了演講，為與會(huì)者拓展層狀金屬?gòu)?fù)合材料新用途提供了有效的保障。

挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存

發(fā)展前景看好

經(jīng)過20多年的研究和開發(fā)，金屬基復(fù)合材料在制備方法、生產(chǎn)裝備、復(fù)合理論研究和應(yīng)用開發(fā)等方面已經(jīng)取得了豐富的成果，但也面臨著質(zhì)量發(fā)展水平不平衡、同質(zhì)化嚴(yán)重、高端生產(chǎn)能力不足等挑戰(zhàn)，一些高端材料仍依賴進(jìn)口。

中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)金屬?gòu)?fù)合材料分會(huì)劉婷婷指出，盡管中國(guó)鋁塑板產(chǎn)量已經(jīng)占全球的95%以上，中國(guó)也是世界上最大的鋁單板生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，但還有一些產(chǎn)品如連續(xù)陽極氧化鋁卷材，寬幅鈦鋁、銅鋁復(fù)合卷材等大量依賴進(jìn)口。

上海電纜研究所博士姚大偉指出，目前我國(guó)在精密電子器件用超純銅銀合金、電子封裝用金銀復(fù)合鍵合絲以及鎳鉻精密電阻合金等關(guān)鍵高性能導(dǎo)電材料的高純凈冶金以及超長(zhǎng)微細(xì)絲、箔材制備技術(shù)等方面與國(guó)際先進(jìn)水平有明顯的差距，已成為制約我國(guó)電子信息行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸之一。

隨著新一代信息技術(shù)及新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于復(fù)合材料的要求也在不斷提高。姚大偉表示，未來5年是國(guó)家實(shí)施高質(zhì)量發(fā)展、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，新一代信息技術(shù)、航空航天裝備等領(lǐng)域的發(fā)展，為金屬?gòu)?fù)合材料產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)空間，也對(duì)材料質(zhì)量性能、保障能力等提出了更高的要求。“在緊密跟蹤國(guó)際研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，推動(dòng)國(guó)內(nèi)的高性能銅合金材料研究，深入挖掘材料的性能和特點(diǎn)，發(fā)揮材料性能優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域是十分有必要的。”他說道。

江蘇中色復(fù)合材料有限公司總經(jīng)理尚鄭平指出，層狀金屬基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)，以及基礎(chǔ)研究與實(shí)際生產(chǎn)的相結(jié)合，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，協(xié)同推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研究產(chǎn)業(yè)化與現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)換代，不斷提升我國(guó)層狀金屬基復(fù)合材料的質(zhì)量與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和影響力，為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供保障。“未來十年一定是復(fù)合材料和新技術(shù)共同崛起的時(shí)代。”他說道。

本屆論壇組委會(huì)總執(zhí)行長(zhǎng)彭惠紅表示，希望本屆論壇對(duì)鋁基復(fù)合材料領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新、新材料應(yīng)用、工藝技術(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)裝備升級(jí)和材料應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)的深入研討，能推進(jìn)全球包括層狀在內(nèi)的金屬?gòu)?fù)合材料制造技術(shù)的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快和新產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。