李良麗:通(tōng)過對石墨烯改性技術的研究,可以對航(háng)空材料進行升級換代(dài)
李良麗:通過對石墨(mò)烯改性技術的研究,可(kě)以對航(háng)空材料進行升級換代
中國發展網記者劉丹陽報道,10月13日,中國航空發動機集(jí)團有限公司北京(jīng)石墨(mò)技術研究(jiū)所技術發(fā)展部部長李鬆力在中國發展(zhǎn)石墨50人論壇和安德烈·德通(tōng)石墨金秋茶會上致辭。他在講話中指出,這是我們在航空裝備(bèi)上的總體(tǐ)應用思路(lù),根據飛機、發動機和直升(shēng)機的應用和背景要求,通過對石墨烯改性技術的研究,對航空(kōng)骨幹材料和關鍵(jiàn)材料進行(háng)了(le)升級換代。
很榮幸(xìng)能代表北京石墨烯技術研(yán)究所作報告。今天我看到許(xǔ)多專家是業內頂尖的專家。我帶著學習(xí)的態度來到這裏。如(rú)果你不表達不恰當的事情,請批評和糾正它們。
報告分為以下幾部分。第一,背景。隨著航空裝(zhuāng)備的快速發展,迫切需要航空材料的自主創新。然而,我國現有的傳統材料在輕脂肪、高(gāo)溫、高強度、熱導率(lǜ)和導電率等方(fāng)麵(miàn)均(jun1)顯示出其潛力已(yǐ)達到(dào)極限,難以用現有的傳統方法進一步改善材料,熱(rè)處理等(děng)性(xìng)能已遇到瓶頸和極限。ED材料的改進也會導致應用成本和加工性能的下降,因(yīn)此為了(le)突(tū)破這一瓶頸,我(wǒ)們將引入石墨烯是一個重要的方(fāng)向,因為(wéi)它具有一係列優良的性能,我這裏不介紹,我們在(zài)後續的應用中是有益的。相(xiàng)應的ch利用特征線來提高(gāo)性能。
這就是我們在航空設備上的總體應用的想法。針對飛機、發動機和直升機的應用和背景要(yào)求,通過開展石墨烯改性技(jì)術(shù)研究,利用石墨烯的優良特性,對航空主幹材料(liào)和關(guān)鍵材料進行升級改造。
第二部分介紹(shào)了石墨(mò)烯的(de)研究進展及其在北京石墨烯技術研究所的應用,首(shǒu)先介紹了作為國家科技創新體係和(hé)國防(fáng)創新體係重(chóng)要組成部分(fèn)的北京航空材料研究所。2017年,北京市政府和航空集團投(tóu)資(zī)10億元,將北京石墨(mò)烯技術研究院近(jìn)十年來在石墨烯(xī)及其應用領域投入的全部研發人員、知識產(chǎn)權及相關儀器設備(bèi)整合起來。北京石墨烯技術研究院有限(xiàn)公司成立,簡稱北京石墨烯(xī)技術研究院,專業從事石墨烯的應(yīng)用技(jì)術,是北京石(shí)墨烯產業創新中心的主要運營機構,建立了第一家大型石墨烯研究院。2007年我(wǒ)國蚜蟲應用技術研究最終試驗基地。目前有18個實驗室。
整個研究過(guò)程始於2008年。先後有石墨烯納米線和石墨烯薄膜設備技術。隨後,石墨烯在非金屬材料中的應用也取得了(le)突破。其中一些已經工業(yè)化了。這是一些實驗(yàn)室和設備的現狀(zhuàng)。
經過近10年的研究,已開發(fā)出60多種新材料。其(qí)中一些已經被改(gǎi)造了。此外,還(hái)包括了一些標準規範、發明專利、國防專利、科學論文等,這是石墨烯製備技術的(de)研究方向,可能有兩(liǎng)個方向。今(jīn)天許多專家都提到了男性石墨烯和(hé)女性石墨烯的應用。左邊(biān)是男(nán)性石(shí)墨烯(xī)的應(yīng)用,右邊(biān)是女性石墨烯的應用。
值得一提的是,我們自己的石墨烯(xī)技術也在(zài)隨著應用的不斷發展,並進行(háng)了相應的研究。從實驗室到工程到量產,我們還(hái)掌握了一些高質量、低成本的製備技術(shù),以及一些工業轉運設備,形成了完整的自主知識產權。比較了石墨烯薄膜與石墨烯納米片的情況。
第三部分是主要進(jìn)展,是今天報告的主題。它是對(duì)航空裝備的應用研究。也就是說,在我們的航空設備中,哪些零部件和(hé)裝置可以應用於石墨烯。首先,先進的航空發動(dòng)機材料,由於發動機材料是一個非常複雜的係(xì)統工程,其材料涉及金屬、非金屬、金屬,包括鎳基、鈦、非金屬,包括樹脂級複合材料,如W。如塗料、橡膠等。
現有的高(gāo)溫材料,如剛開始引進的(de)材料,已經遇到了瓶頸。采用先進的合金化技術,很難進一步提高高溫(wēn)性能。石墨烯的加入(rù)可以有效地改(gǎi)善其高溫性能和乳化性能。羅羅專家多次來石墨烯技術研究所交換意見,雙方決定共同推進下一步。開發替代航空發動(dòng)機(jī)材料。除高溫(wēn)合金外,還有軸承(chéng)鋼,石墨烯還可以提高軸承鋼的耐磨性(xìng),以及作為高溫潤滑塗層、橡膠(jiāo)件、分散石墨烯對耐震塊的改性,以及鈦合金的應用(yòng),這些(xiē)都是石墨烯,在其中有很好的性能改善和改性效果。
還有一些用於戰鬥機的(de)材料,如鈦合(hé)金,由於鈦合金的導熱係數相對較低,其導熱係數隻(zhī)有一位數,小於10,石墨烯的最佳導(dǎo)熱係數可以達到5300,因此在鈦合金(jīn)中加入少量石墨烯可以大大提高鈦合金的導熱係數。提高其導熱係數,大大擴展了其高溫(wēn)領(lǐng)域。應用中,由於(yú)鈦合金的強度可以,但目前由於門皮導(dǎo)熱係數差,如果我們現在(zài)添加石墨烯,它的導熱係數可以翻倍,大大擴展了其在高溫領域的應用(yòng)。
此(cǐ)外,專家們剛剛提到了這種鋁合金材料。本文還針(zhēn)對航空用高比強度石墨烯改性鋁合金材料進行(háng)了研究。左邊這張圖片(piàn)是一張傳輸圖片(piàn)。我們可以看到灰色絮(xù)狀物散布在體內。在右邊,我們可以看到左右兩側都是(shì)鋁體,中間也可以看到。灰色是石墨烯,按其厚度在10層以內,國際上公認的10層以內也叫(jiào)石墨烯(xī)。除此之外,還可以看到(dào)界麵結合(hé)比較好,沒有(yǒu)汙染物,雜質D。這種界麵的老化,但金屬與石墨烯(xī)界麵結合的機理也是一個值得探討的問題,目前還沒有定論。現在,我們將定期與英國石墨烯研究所進行交流訪問,我們將定期發送。我們的學生將在那裏進行來賓訪問,這是一項重要的機(jī)製研究。
此外,在5083鋁合金和7050鋁(lǚ)合金上,這些是航空中最常用的材料。它們都是在原有的基礎上添加石墨烯(xī)來改進的。
另一部分是(shì)客機,主要針對電纜材料。通過對石墨烯的改性,可以提高現有材料(liào)的導電率,使其(qí)與電纜的(de)強度相匹配,與傳統材料相比,可以減小電纜的直徑和數(shù)量。目(mù)前,我們(men)還開發了航空(kōng)導線用(yòng)銅電纜和鋁電纜,具有良好的性(xìng)能改善(shàn)效果(guǒ),為以後的重量減輕奠定了良好(hǎo)的技術儲備。此外,低密度材料,以及石墨烯導電複合(hé)材料,以及機艙絕緣材料(liào),主要是橡膠,U型。使用石墨烯來提(tí)高抗撕裂性和抗衝擊性。另一種是裝甲材料。目前,列車上還有警帽和防(fáng)彈衣。我們可以提高現有材料如(rú)陶瓷的韌性,如傳統的(de)防彈玻璃(lí),提高其韌性,大大(dà)降(jiàng)低其密度,以便我們可以在直升(shēng)機上懸掛更多(duō)的裝甲(jiǎ)材料。
此外,還有一些透(tòu)明的裝甲材料,專家剛才提到石墨烯薄膜具(jù)有良好的(de)韌性,所以我們在防彈(dàn)玻璃上(shàng)逐層添加石墨(mò)烯(xī)薄膜,大大提高了(le)它的彈性,還有軍用無人機(UAV),這就是分包裝材料的理念。在傳統電子次包裝材料中加入石墨烯,使其導熱係數提高20%。從原來的200到(dào)現在的240和250,芯片中的子組件的功(gōng)率密度大大提高,使得安裝在未來戰鬥機上的雷達探測距(jù)離更遠,還(hái)包括一些瞄準係統。
最後,我們將介紹國際合(hé)作。左邊的照(zhào)片剛剛出現。也就是說(shuō),從整個(gè)國家一級到我們集團。右圖為(wéi)我集(jí)團領導曹建國董事長,他在中(zhōng)國成立了石墨烯航(háng)天材料聯合研究中心,專門從事石墨烯航天材料的研發。這是在曼徹(chè)斯特大(dà)學的官方網站(zhàn)上報道的。石墨(mò)烯將誕生下一個。替代航空設備的開發。此外,康斯利教授的學生多次訪問(wèn)石墨烯研究所進行指導,他對石墨烯研究所的評價相對較高。此外,在2018年3月,它簽署了一個聯合研發中心。在代表中英兩國的材料(liào)工程技術方麵,吸引了許多來自曼德拉的專家參觀研究所,主要是醫療衛生、智能家居等先進材料(liào),當然石墨(mò)烯(xī)的發展(zhǎn)離不開包括前國家領導人在內的領導人(rén)的關注。還有一些軍事領導人。這張照片我要強調的是,當2014年軍方領導人來到(dào)北京石(shí)墨技術研(yán)究(jiū)所進(jìn)行(háng)指(zhǐ)導(dǎo)時,他們發現我們已經研究了一種防彈(dàn)裝甲材料,他(tā)給中國的三個國家打了電話,要求他們做最好的抗彈性能,該單(dān)位進行了pk,最終我們沒有沉重的開支。石墨烯防彈裝甲的構(gòu)造。這種裝甲材料(liào)實現了工業化。天津市軍用航(háng)空裝甲技術有限公(gōng)司成立。專門為軍隊和警察提供(gòng)防彈頭(tóu)盔(kuī)、防彈(dàn)背心和透明裝(zhuāng)甲(jiǎ)材料(liào)。
剛才,工(gōng)信部賽迪(dí)研究所肖主任提到石墨烯創新中心的能力建設是工信部的一項重(chóng)要工作。我們已經完成了石(shí)墨烯(xī)創新中心(xīn)的招標工作,正在(zài)申(shēn)請成(chéng)為國家石墨(mò)烯製造業創新中心,最後誠邀專家到北京石墨烯技(jì)術研究院指導(dǎo)。謝謝您
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