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科技前沿

金属基石墨烯复合材料技术获重大突破
来源:国家电网报  2017-02-28 13:38:14
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4458
  日前,由江苏中天科技股份有限公司牵头,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)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。
 
  石墨烯及其相关应用技术是目前全球关注的热点,石墨烯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,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网建设提供全新的、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、大跨越等多个领域有所突破。
 
  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25%~50%,该数值与实验室研究阶段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。
 
  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,不仅为石墨烯在架空导线领域的应用提供支撑,而且能在大多数铝及铝合金材料领域应用,结合其他工艺调配,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,其经济效益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。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4458