中国粉体网讯 近日第九届中国国际 " 互联网 +" 大学生创新创业大赛上海赛区决赛在上海交通大学成功举办，来自上海交通大学、复旦大学、华东师范大学、华东理工大学的6个项目从市赛决赛中脱颖而出，最终上海交通大学 " 陶铝智造——超高强陶铝材料一体化3D打印开拓者 " 项目斩获冠军。
“陶铝智造”项目首创具有密度高、超高强、批量化生产等优点的3D打印专用陶铝材料，通过模拟仿真实验打印件性能全面提升。目前，团队自主研发的大尺寸航空发动机风扇叶片成功实现了减重和轻量化。
什么是陶铝材料？
陶瓷脆而硬，铝轻而软，两者结合新材料——陶铝材料。该材料结合了陶瓷颗粒及铝合金的优点，突破了单一材料的性能局限，具有轻质、高刚度、高强度、高抗疲劳、耐高温的优越性能，其力学性能远高于铝合金，同时保持了铝合金良好的加工制造性能。
陶铝材料应用广泛
陶铝新材料具有高强轻质、耐温耐劳、减震低胀、易工易塑的特点，凭借其优异的性能，将助推我国航天航空业、汽车工业等领域高质量发展。其独特的材料组成和特性使得陶铝材料成为研究和工程领域中备受关注的材料之一。
航空领域
5月28日，国产C919大型客机圆满完成首个商业航班飞行，该飞机上已大批量使用了陶铝材料。
客机舱门和地板支撑梁实现大幅减重，通过对纳米陶瓷铝合金进行成分优化设计、熔铸、轧制技术攻关研发的飞机蒙皮，有效改善了第二代铝锂合金的各向异性问题，使材料的屈服强度提高了40%，实现了对国外产品的替代。
陶铝材料应用于航空零部件，能提高寿命，降低重量，节省成本：型材静强度比航空铝合金提升20%；陶铝3D打印件具有高尺寸稳定性。
陶铝材料应用于风扇叶片、转子叶片、静子叶片、静子叶片整体环，可实现大幅减重。此外，利用陶铝3D打印技术，可轻松实现风扇叶片空心化，其重量达到空心率为60%以上的钛合金风扇叶片的水平。
内燃机
陶铝材料的耐高温性能，可用作高温结构材料。面向发动机关键零部件，发挥陶铝材料的耐高温性能，大幅提高发动机效率和活塞使用寿命。陶铝活塞在高温强度和疲劳强度两项关键指标上都达到世界最高水平，领先目前国际市场最先进活塞10%以上，彻底打破了国外在高功率发动机活塞方面的“卡脖子”技术封锁，实现了高端活塞完全自主化生产。
另外，陶铝材料应用于柴油、汽油和新能源发动机，可有效提升发动机性能，降低油耗、减少污染物排放。
汽车轻量化
汽车轻量化是新能源汽车、节能汽车与智能网联汽车的共性基础技术，是我国节能与新能源汽车技术的未来重点发展方向。使用陶铝新材料可在普通铝合金的基础上增加20%的强度，且保证同样的延伸率。其应用于汽车上的不同零部件，如车身结构件、汽车底盘零件等，其实现汽车降重、降成本、提高疲劳寿命等目标，同时也降低了成本。
轨道交通
陶铝材料是制造高铁、磁悬浮列车、城轨列车等轨道交通车辆的优质材料，可增加零部件的强度，大幅减轻车辆自重，降低能耗，增加载重。
陶铝型材的特性高度契合轨道交通车辆结构材料的性能要求，对轨道交通车辆减重、提速、节能、降噪等具有重要意义。
在城市轨道交通方面，陶铝材料的抗冷热疲劳寿命以及高温摩擦性能远超进口外加SiC铝合金材料，同时在机加成型和可循环利用等方面也具有显著优势。
精密电子
陶铝材料还可以应用于电子器件领域，如散热器、封装基板等，由于其导热性和导电性的优良特性，能够有效地管理电子设备的散热问题。
其应用于新一代芯片焊接设备关键零部件，可保证零部件在高速运动（16～20g加速度）下的刚度、尺寸稳定性与减振性能，大幅提升焊接效率。
陶铝材料：需求量大，政策支持，发展强劲
陶铝材料是基础材料的颠覆性变革产品，其优异的特性不仅在民用方面应用广泛，在军用领域也有多加应用。目前我国陶铝材料技术进步和工艺创新成为促进产业升级和提升产品档次的主要动力，并且伴随着陶铝新材料行业逐步适应国际消费趋势的主流，由生产低档次产品向高品质、高档次及高附加值的产品转变，逐步完善上下游产业链，向价值链高端迈进。
未来，陶铝材料在民用、军用领域将有不可估量的发展前景，规模化生产指日可待；随着国民生活水平提高，国家综合国力日益增强，对陶铝材料市场需求也随着增多。
另外，陶铝材料工业已被列为“十四五”发展规划中，目前我国陶铝材料基地已落点建成，生产能力大幅提升。此外，随着3D打印技术的发展，陶铝材料的定制化制备将成为可能，满足各种特定应用的需求。未来，随着更多新型陶铝材料的开发和制备技术的改进，陶铝材料将继续为科技进步和产业发展做出贡献。
来源：南极熊3D打印、上海交大特材所、新材料情报NMT
（中国粉体网编辑整理/空青）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除
