我國石墨烯復合材料取得突破性進展

 日前，由江蘇中天科技股份有限公司牽頭，聯(lián)合中國科學院過程工程研究所共同研制的金屬（鋁）基石墨烯復合材料（下稱復合材料）取得突破性進展。該復合材料在保證實現(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)，在石墨烯應用于金屬領域的發(fā)展道路上邁出了關鍵一步。

 石墨烯及其相關應用技術是目前全球關注的熱點，其具有獨特的二維結構、高強度、高導電性能和高導熱性能等超強的力學和功能特性，被認為是最理想的復合材料增強相，相關課題的研究也成為復合材料領域的熱點方向。由中天科技和中科院過程所共同開展的金屬基石墨烯復合材料項目，瞄準中天現(xiàn)有主營產(chǎn)業(yè)----鋁及鋁合金架空導線領域的關鍵瓶頸，即抗拉強度與導電率的矛盾關系進行研究，目標是在相對于傳統(tǒng)材料導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)建設提供全新的、革命性的導線產(chǎn)品選項，衍生出的新型導線品種將在節(jié)能降耗、抗重冰、大跨越等多個領域予以突破。

  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。該技術的掌握，將不僅為石墨烯在架空導線用鋁材領域的應用提供支撐，更可在大多數(shù)鋁及鋁合金材料領域應用，結合其它工藝調配，使新型復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成果進行產(chǎn)業(yè)布局，依托旗下主營架空導線的子公司----上海中天鋁線有限公司實施，總投資3億元。屆時該先進技術將率先應用于鋁及鋁合金架空導線產(chǎn)品，之后向多種金屬制品領域拓展，可形成企業(yè)新的產(chǎn)業(yè)增長點，引領中國高端的石墨烯復合材料技術發(fā)展，帶來良好的經(jīng)濟和社會效益。