壓鑄周刊（2017年8月8日 上海）8月6日，上海交通大學召開新聞發(fā)布會，宣布由上海交大材料科學與工程學院王浩偉教授領銜的科研團隊，研制出一種陶鋁新材料——納米陶瓷鋁合金。據悉，納米陶瓷鋁合金兼具了陶瓷和鋁合金的優(yōu)點，比強度和比剛度甚至超過了“太空金屬”鈦合金，幫助航空、汽車、高鐵領域步入更輕、更節(jié)能的新材料時代。

王浩偉教授展示用陶瓷鋁合金制成的鑄件

眾所周知，鋁質量很輕，但強度和硬度不高，易變形；相對于陶瓷，硬度強過鋼鐵卻易碎，通過二者相結合，制作出來鋁基復合材料重量輕、硬度大，有韌性又不易斷裂變形，通過反復的實驗證明，研制出陶瓷和鋁相結合出的超強納米陶瓷鋁合金。

上海交大特種材料研究所所長王浩偉教授介紹：“陶鋁合金是一個基礎材料，具有重量輕、高剛度、高強度、抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點，最大的特點就是抗疲勞性特別好，安全性可靠性比原來的鋁合金更高。目前已在天宮一號、氣象衛(wèi)星等航天、汽車、先進電子設備領域得到了應用。”

王浩偉教授團隊通過拉伸試驗機測試陶鋁新材料的靜態(tài)力學性能

對于鋁與陶瓷的結合，此前國際上的通行方法是先把陶瓷制成顆粒或纖維，然后用攪拌鑄造或粉末冶金的方法混入鋁合金中獲得鋁基復合材料。這種辦法雖然提高了材料的強度和剛度，但是又會出現(xiàn)加工成型困難、強度及塑性差和性能不穩(wěn)定等一系列問題，而且與諸如3D打印等其他新技術對接不佳，嚴重阻礙了這種金屬體復合材料的產業(yè)化。

所以，王浩偉教授團隊最終采用了“原位自生技術”，通過熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到納米級，突破了國際傳統(tǒng)方法外加陶瓷鋁基復合材料塑性低、加工難等應用瓶頸。這將改變眼下航天材料的運用市場，將為我國航天航空發(fā)展落下了中國印記。

王浩偉教授表示，相比鈦合金和高溫合金，鋁合金3D打印后性能遠低于鍛件，納米陶瓷鋁合金3D打印構件可以達到鍛件的性能。此外，在汽車領域，轉向節(jié)上的應用，已通過臺架試驗，內燃機活塞也即將量產。

現(xiàn)在我國航天運用上，天空一空的光學系統(tǒng)復雜件就是采用了陶鋁材料，解決了鈦合金延展性差、部分特殊基復合材料難于加工制作的問題。國產大飛機C919總設計師吳光輝表示：“將來首先我們想用在C919上面，用這個材料擠壓型材。將替代進口的先進材料，而且還會比進口的先進材料還要先進，主要是用于減重，實現(xiàn)我們材料的國產化。”

另外，納米陶瓷鋁合金的成果轉化和應用得益于安徽省淮北市人民政府、上海交通大學、上海均瑤（集團）有限公司、安徽相邦復合材料有限公司的四方合作。如今的四方合作將搭建一個有利于納米陶瓷鋁合金拓展應用的市場化運作平臺，建立具有自主知識產權的材料生產、產品設計、制造工藝以及使用標準等成套體系。