近日，來自兩江協同創新區明月湖的新型金屬材料與近凈成型技術團隊在高性能鈦合金箔材制備領域獲得重大技術突破，其開發的高溫高強合金“新品”填補了國內相關產品空白，可廣泛用于宇航電子部件、手機折疊屏、氫燃料電池及新型航天飛行器等。


在金屬材料發展的道路上,人類一直在不斷探索和創新。高溫高強合金無疑是這一領域的佼佼者,它不僅可以滿足航天飛行器等高端裝備對材料性能的苛刻要求,還能延伸應用于多個領域,為我們的生活帶來更多便利和創新可能。


讓航天飛行器“身輕如燕”“百毒不侵”


為何要研究這項新品？在復雜惡劣的飛行環境中,航天飛行器必須兼具輕量化和抗高溫抗腐蝕等優異性能，在復雜的環境中飛行，要求航天飛行器既要“身輕如燕”還要“百毒不侵”。這對材料提出了極高的要求。傳統的鈦合金板箔材雖然在航天領域廣泛應用,但已無法完全滿足最新一代飛行器的需求。


面對新需求，技術團隊通過突破控溫控軋等關鍵技術，大幅優化工藝流程、改善其組織性能，提升制造水平，成功研制出強度更高、厚度更薄、高溫服役性能更優的鈦合金板箔材——TC4合金和Ti2AlNb合金，填補了國內0.08—0.5毫米厚度范圍的高溫高強鈦基合金板箔材產品空白。


據介紹，TC4合金和Ti2AlNb合金分別是在350℃—500℃和500℃—750℃服役的高溫高強鈦合金，具有更高的強度和剛度、更優良的耐熱以及更好的抗腐蝕性和疲勞性能。將它們研制為板箔材，可提升航天飛行器結構件的比強度和耐熱性能，改善飛行器綜合性能，為新一代前沿飛行器提供材料基礎保障。


其中，高溫高強TC4鈦合金板箔材產品除了可滿足航天飛行器對高溫高應力環境的服役需求，還可應用于宇航電子部件包覆材料、手機折疊屏以及氫燃料電池雙極板等領域，具有廣闊的應用前景。


而高溫鈦基金屬間化合物Ti2AlNb合金板箔材產品，還能應用在新型航天飛行器的研制，可以將航空航天飛行器蒙皮、舵翼等關重件使用溫度從現有的600℃提高至850℃—900℃，這不僅大幅提升了飛行器的性能,同時也大大降低了制造成本,具有極高的經濟效益和社會價值。


拓展產業化應用 推動技術轉化


以上這些創新成果的重要意義已不言而喻。但如何將這些技術突破落到實處,真正為經濟社會發展賦能,仍需要產學研的通力合作。


對此,該科研團隊負責人表示,他們將進一步開展高性能鈦合金板箔材的中試驗證和工程化應用,并在重慶三航新材料技術研究院實現相關產品的產業化培育與孵化,最終實現批量化生產。這既體現了他們對自主創新成果的高度重視,也彰顯了他們推動科技成果轉化的決心和信心。


我們相信,在各方共同的努力下,這些創新性合金材料必將走向產業化,廣泛應用于航天航空、電子通訊、新能源等重要領域,不僅為相關行業帶來技術升級,同時也將帶動整個產業鏈的持續創新與發展。這無疑將為我國在先進金屬材料領域贏得更大的國際話語權和競爭優勢,為經濟社會高質量發展注入新的動能。


總之,這些高溫高強合金的突破性研發成果,無疑標志著我國金屬材料科技創新邁上了一個新的臺階。相信在不久的將來,更多類似的創新成果必將不斷問世,為我國制造業的轉型升級注入強勁動力,為建設制造強國貢獻應有力量。


鈦箔材的用途都有哪些？


航空航天領域


鈦箔材料在航空航天領域中的應用廣泛：鈦箔的超低噪聲特性、質量輕量、外殼厚度薄、結構堅固穩定、可靠的電子導體特性和良好的耐候性等特點，使其成為飛機和航天器等的重要材料。研究表明，鈦箔材料可用于制造飛機機翼表面覆蓋層，以防止飛機與大氣摩擦，減少飛機的發動機噪聲和加大空氣動力學效率，改善飛行性能。此外，鈦箔材料也可用于制造航天器的屏蔽罩，可降低太陽的輻射，并減少宇宙射線的傷害。


電子信息領域


鈦箔片材料的特性顯著，可廣泛應用于電子信息行業。它可以用來制造精密的加工裝備，以防止磁性干擾，同時保護電子行業精密設備免受外界磁場的影響，提高微米尺度的加工精度。此外，鈦箔材料也可提高電腦散熱性能，因為鈦箔具有極高的電子導電性能，可以將過熱轉移到散熱器上，保護電腦部件免受溫度損傷。


在新型手機折疊屏領域,TC4合金便可憑借其出色的強度、剛度和耐高溫性能,為柔性屏幕提供更可靠的支撐。


新能源發電領域


在新能源發電領域，鈦箔具有良好的耐腐蝕和電離輻射抗性，抗拉強度和延展率高，且具有較好的電子傳導性能，可用于制造太陽電池組件的外殼，以保護其免受一系列外界環境污染。此外，在風力發電領域，鈦箔也被廣泛用于制造風機殼體，可抵抗惡劣的環境條件（包括潮濕、風吹雨打等），增強發電機的穩定性和可靠性，并有效地保護人們的環境。


如在氫燃料電池領域,Ti2AlNb合金作為雙極板材料,不僅能提高整個電池系統的耐高溫性能,還可顯著增強其抗腐蝕能力,大幅提升電池的使用壽命。


建筑行業


建筑上的鈦箔材料也是非常受歡迎的。鈦箔材料可以用于制造建筑材料，例如窗戶、門、隔熱、隔火、隔音等，可以給房屋提供更高層次的保護，保護房屋不受環境污染、熱量損失和噪聲干擾。此外，鈦箔材料還可以制造屋面覆蓋物，在金屬屋面上制作裝飾元素，以消除熱橋效應，提高屋面的散熱效果。


可以說,高性能鈦合金材料正在以前所未有的方式,重塑著各行業的發展格局。它們不僅能滿足航天航空等高端領域對輕量化和耐高溫性能的苛刻需求,還能為電子消費、新能源等領域帶來全新的可能。隨著技術的不斷突破和應用范圍的持續拓展,相信這些創新成果必將成為未來制造業轉型升級的重要基石。


正如這支科研團隊所期望的那樣,通過持續的創新和推動產業化應用,他們必將為我國先進金屬材料的發展開辟更加廣闊的前景。相信在不久的將來,我們將看到更多類似的創新成果不斷涌現,助力各行業邁向更高質量、更智能化的發展。這不僅意味著我國金屬材料科技水平的全面提升,也必將為國家制造業轉型升級注入持久動力,為建設制造強國貢獻應有力量。


文章來源： 華龍網，九月，寶雞五鑫正源有色金屬材料有限公司
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_551254.html
來源：賢集網
著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權，非商業轉載請注明出處。