增强铝基复合材料前景看好

“尽管增强铝基复合材料目前处于研究和逐步向规模性生产、应用阶段,但却是一种很有发展前途的新材料,值得引起大家关注。”铝基复合材料领域专家、上海交通大学教授张国定在近日举行的“首届铝基复合材料技术与应用研讨会”上向与会代表介绍了这种新材料。

增强铝基复合材料是由铝合金基体和高性能增强体复合而成的一种高技术新材料。铝及其合金具有密度小,导热、导电性能好,耐腐蚀,可加工性能好和易回收等诸多特性,但也有耐磨性不高、热膨胀系数不低等限制。针对不同的性能要求,通过选择合适的铝基体、增强体及它们之间的优化组合,可以获得优异的综合性能。因此,铝基复合材料不仅保持了铝合金原本的良好性能,同时也大大改善了铝合金原先受到限制的一些性能,尤其是提高了模量、耐磨性和低的热膨胀性,从而满足航空航天、电子信息、先进武器、现代交通等领域的需求。

尽管增强铝基复合材料早于20世纪40年代已开始研究,但应用于航空航天、军事领域较多。直到90年代,开始由军事转向民用,才逐渐向规模化生产发展。在交通领域,与钢铁材料相比,增强铝基复合材料价格较高,其推广应用受到限制。但张国定教授告知,目前德国以铝基复合材料为原料生产的制动盘已经应用于火车上。在汽车上,已经用铝基复合材料生产出了汽车制动盘、制动鼓、保持架、驱动轴、发动机零件等,由于价格相对较高的原因,目前主要应用于高档轿车。在电子信息领域,增强铝基复合材料的应用有望得到快速发展。尽管电子信息领域的用量没有交通领域大,但其利润空间十分可观。

张国定介绍到,电子信息领域中使用的增强铝基复合材料一平方英寸售价可达20美元,足见利润之丰厚。虽然增强铝基复合材料目前还处于研究和逐步向规模性生产、应用阶段发展,在我国尚处于研究和小批量试制应用阶段,但作为一种很有发展前途的新材料,已获得了很多行业企业的关注。

目前上汽集团已经和有关高校合作,瞄准当前汽车工业发展的主要方向———轿车轻量化,进行铝基复合材料轿车制动盘的研制,研制开发的铝基复合材料将应用于上汽集团独立开发的、具有自主知识产权的轿车刹车系统上。目前已完成针对轿车制动盘的材料研制、模具开发、样件制造,并进行了初步的台架试验。此外,国外企业早已关注这一领域,并已行动。

2008年初,上海交通大学与全球第二大铝业集团加铝集团(Alcan)共同成立了金属基复合材料联合实验室。该实验室还与日本丰田汽车公司开展了轻质高强金属基复合材料的长期国际合作研究。