近日，来自两江协同创新区明月湖的新型金属材料与近净成型技术团队在高性能钛合金箔材制备领域获得重大技术突破，其开发的高温高强合金“新品”填补了国内相关产品空白，可广泛用于宇航电子部件、手机折叠屏、氢燃料电池及新型航天飞行器等。
在金属材料发展的道路上,人类一直在不断探索和创新。高温高强合金无疑是这一领域的佼佼者,它不仅可以满足航天飞行器等高端装备对材料性能的苛刻要求,还能延伸应用于多个领域,为我们的生活带来更多便利和创新可能。
让航天飞行器“身轻如燕”“百毒不侵”
为何要研究这项新品？在复杂恶劣的飞行环境中,航天飞行器必须兼具轻量化和抗高温抗腐蚀等优异性能，在复杂的环境中飞行，要求航天飞行器既要“身轻如燕”还要“百毒不侵”。这对材料提出了极高的要求。传统的钛合金板箔材虽然在航天领域广泛应用,但已无法完全满足最新一代飞行器的需求。
面对新需求，技术团队通过突破控温控轧等关键技术，大幅优化工艺流程、改善其组织性能，提升制造水平，成功研制出强度更高、厚度更薄、高温服役性能更优的钛合金板箔材——TC4合金和Ti2AlNb合金，填补了国内0.08—0.5毫米厚度范围的高温高强钛基合金板箔材产品空白。
据介绍，TC4合金和Ti2AlNb合金分别是在350℃—500℃和500℃—750℃服役的高温高强钛合金，具有更高的强度和刚度、更优良的耐热以及更好的抗腐蚀性和疲劳性能。将它们研制为板箔材，可提升航天飞行器结构件的比强度和耐热性能，改善飞行器综合性能，为新一代前沿飞行器提供材料基础保障。
其中，高温高强TC4钛合金板箔材产品除了可满足航天飞行器对高温高应力环境的服役需求，还可应用于宇航电子部件包覆材料、手机折叠屏以及氢燃料电池双极板等领域，具有广阔的应用前景。
而高温钛基金属间化合物Ti2AlNb合金板箔材产品，还能应用在新型航天飞行器的研制，可以将航空航天飞行器蒙皮、舵翼等关重件使用温度从现有的600℃提高至850℃—900℃，这不仅大幅提升了飞行器的性能,同时也大大降低了制造成本,具有极高的经济效益和社会价值。
拓展产业化应用 推动技术转化
以上这些创新成果的重要意义已不言而喻。但如何将这些技术突破落到实处,真正为经济社会发展赋能,仍需要产学研的通力合作。
对此,该科研团队负责人表示,他们将进一步开展高性能钛合金板箔材的中试验证和工程化应用,并在重庆三航新材料技术研究院实现相关产品的产业化培育与孵化,最终实现批量化生产。这既体现了他们对自主创新成果的高度重视,也彰显了他们推动科技成果转化的决心和信心。
我们相信,在各方共同的努力下,这些创新性合金材料必将走向产业化,广泛应用于航天航空、电子通讯、新能源等重要领域,不仅为相关行业带来技术升级,同时也将带动整个产业链的持续创新与发展。这无疑将为我国在先进金属材料领域赢得更大的国际话语权和竞争优势,为经济社会高质量发展注入新的动能。
总之,这些高温高强合金的突破性研发成果,无疑标志着我国金属材料科技创新迈上了一个新的台阶。相信在不久的将来,更多类似的创新成果必将不断问世,为我国制造业的转型升级注入强劲动力,为建设制造强国贡献应有力量。
钛箔材的用途都有哪些？
航空航天领域
钛箔材料在航空航天领域中的应用广泛：钛箔的超低噪声特性、质量轻量、外壳厚度薄、结构坚固稳定、可靠的电子导体特性和良好的耐候性等特点，使其成为飞机和航天器等的重要材料。研究表明，钛箔材料可用于制造飞机机翼表面覆盖层，以防止飞机与大气摩擦，减少飞机的发动机噪声和加大空气动力学效率，改善飞行性能。此外，钛箔材料也可用于制造航天器的屏蔽罩，可降低太阳的辐射，并减少宇宙射线的伤害。
电子信息领域
钛箔片材料的特性显著，可广泛应用于电子信息行业。它可以用来制造精密的加工装备，以防止磁性干扰，同时保护电子行业精密设备免受外界磁场的影响，提高微米尺度的加工精度。此外，钛箔材料也可提高电脑散热性能，因为钛箔具有极高的电子导电性能，可以将过热转移到散热器上，保护电脑部件免受温度损伤。
在新型手机折叠屏领域,TC4合金便可凭借其出色的强度、刚度和耐高温性能,为柔性屏幕提供更可靠的支撑。
新能源发电领域
在新能源发电领域，钛箔具有良好的耐腐蚀和电离辐射抗性，抗拉强度和延展率高，且具有较好的电子传导性能，可用于制造太阳电池组件的外壳，以保护其免受一系列外界环境污染。此外，在风力发电领域，钛箔也被广泛用于制造风机壳体，可抵抗恶劣的环境条件（包括潮湿、风吹雨打等），增强发电机的稳定性和可靠性，并有效地保护人们的环境。
如在氢燃料电池领域,Ti2AlNb合金作为双极板材料,不仅能提高整个电池系统的耐高温性能,还可显著增强其抗腐蚀能力,大幅提升电池的使用寿命。
建筑行业
建筑上的钛箔材料也是非常受欢迎的。钛箔材料可以用于制造建筑材料，例如窗户、门、隔热、隔火、隔音等，可以给房屋提供更高层次的保护，保护房屋不受环境污染、热量损失和噪声干扰。此外，钛箔材料还可以制造屋面覆盖物，在金属屋面上制作装饰元素，以消除热桥效应，提高屋面的散热效果。
可以说,高性能钛合金材料正在以前所未有的方式,重塑着各行业的发展格局。它们不仅能满足航天航空等高端领域对轻量化和耐高温性能的苛刻需求,还能为电子消费、新能源等领域带来全新的可能。随着技术的不断突破和应用范围的持续拓展,相信这些创新成果必将成为未来制造业转型升级的重要基石。
正如这支科研团队所期望的那样,通过持续的创新和推动产业化应用,他们必将为我国先进金属材料的发展开辟更加广阔的前景。相信在不久的将来,我们将看到更多类似的创新成果不断涌现,助力各行业迈向更高质量、更智能化的发展。这不仅意味着我国金属材料科技水平的全面提升,也必将为国家制造业转型升级注入持久动力,为建设制造强国贡献应有力量。
文章来源： 华龙网，九月，宝鸡五鑫正源有色金属材料有限公司
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来源：贤集网
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