《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中天科技石墨烯研發(fā)獲突破

2017-01-08

日前,由江蘇中天科技股份有限公司(上證代碼:600522,股票簡稱:中天科技)牽頭,聯(lián)合中國科學(xué)院過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)取得突破性進展。該復(fù)合材料在保證實現(xiàn)實驗室性能數(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,其具有獨特的二維結(jié)構(gòu)、高強度、高導(dǎo)電性能和高導(dǎo)熱性能等超強的力學(xué)和功能特性,被認為是最理想的復(fù)合材料增強相,相關(guān)課題的研究也成為復(fù)合材料領(lǐng)域的熱點方向。由中天科技和中科院過程所共同開展的金屬基石墨烯復(fù)合材料項目,瞄準(zhǔn)中天現(xiàn)有主營產(chǎn)業(yè)----鋁及鋁合金架空導(dǎo)線領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸,即抗拉強度與導(dǎo)電率的矛盾關(guān)系進行研究,目標(biāo)是在相對于傳統(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度。該項目成果將為我國電力系統(tǒng)建設(shè)提供全新的、革命性的導(dǎo)線產(chǎn)品選項,衍生出的新型導(dǎo)線品種將在節(jié)能降耗、抗重冰、大跨越等多個領(lǐng)域予以突破。

該項目在全球范圍內(nèi)首次成功使用工業(yè)化連鑄連軋方法批量制備出了鋁基石墨烯復(fù)合材料桿材,相對于此前的批次化生產(chǎn),將具有更高的產(chǎn)能、更低的成本,對該復(fù)合材料未來的產(chǎn)業(yè)化推廣進程具有重要意義。項目實施過程中,采用針對性工藝研制的復(fù)合材料,其抗拉強度提升范圍25%~50%,該數(shù)值與實驗室研究階段以及批次化中試階段獲得的數(shù)據(jù)基本一致,達到國內(nèi)外同類研究成果中的先進水平。

該項目開發(fā)的獨特石墨烯添加工藝,不僅有效解決了石墨烯與鋁之間難以浸潤的問題,還實現(xiàn)了石墨烯在連鑄連軋過程中的在線添加。該技術(shù)的掌握,將不僅為石墨烯在架空導(dǎo)線用鋁材領(lǐng)域的應(yīng)用提供支撐,更可在大多數(shù)鋁及鋁合金材料領(lǐng)域應(yīng)用,結(jié)合其它工藝調(diào)配,使新型復(fù)合材料獲得針對性更高的性能。例如在交通載具的輕量化發(fā)展過程中,“以鋁代鋼”已成為主要趨勢,在石墨烯的助力下,鋁材用量可以進一步減少,實現(xiàn)更大程度的輕量化,其經(jīng)濟和社會效益十分顯著。


目前中天科技已針對該項目技術(shù)成果進行產(chǎn)業(yè)布局,依托旗下主營架空導(dǎo)線的子公司----上海中天鋁線有限公司實施,總投資3億元。屆時該先進技術(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)增長點,引領(lǐng)中國高端的石墨烯復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展,帶來良好的經(jīng)濟和社會效益。


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