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以铝代铁创“新材”——纳米改性铝合金型材产

发布时间:2018-09-04 15:15:32 编辑:365bet官网工业365bet官网 浏览次数:

  2018年7月,由国网电力科学研讨院武汉南瑞有限义务企业(以下简称“武汉南瑞”)承当的《环保型轻量化线路用的高强碳纳米管/铝合金及应用》项目取得国度电网企业科技进步二等奖,该新资料产品的应用将有助于提升电网技术配备程度。
  
  为强化电力新资料在电网建立中的根底和先导作用,国度电网企业2015年正式命名“输变电用碳纳米管改性铝合金及应用技术科技攻关团队”。经过持续的经费投入和技术攻关,该团队依托武汉南瑞的资源和技术优势,在纳米改性铝合金资料及其产品研发与消费方面获得打破,构成范围化消费才能:初次完成纳米改性铝合金产品在电网范畴的应用,推出了纳米碳铝合金金具产品。该项技术经过中国电机工程学会的技术审定,项目成果整体到达国际抢先程度。
  
  创“新材”才有竞争力,武汉南瑞推出纳米改性铝合金产品!
 
纳米改性铝合金型材产品
  
 “以铝代铁”
  
  纳米改性铝合金顺应电网建立需求
  
  采用新资料、新工艺和新技术,探究提质增效与绿色开展的道路,是电网建立的开展方向。武汉南瑞大胆引进资料专业人才,组建阳逻新资料产业基地,构成湖北省电力新资料工程技术中心和国度电网企业电工新资料实验室双重平台优势,蓄力电力新资料开发与创新应用。
  
  铁和铝是电网中除铜之外,运用量最大的两类金属。与铁资料相比,铝资料比重轻,仅为钢铁资料的三分之一;耐腐蚀,其外表构成一层薄的钝化膜阻止资料进一步氧化;弱磁性,降低了交变磁场下资料内部磁筹重复变化所带来的能量损耗。
  
  因而,在一些节能或轻量化的应用场所(如输电线路),具有显著的性能优势,但传统工艺经过合金化手腕提升铝材强度,大量合金元素的参加会招致综合性能降落,机械性能普遍较低,无法满足高强度应用场所(如金具)。为了开展高性能铝合金,促进其对钢铁资料的替代,团队决议将目的定位于碳纳米管改性铝合金型材
  
  碳纳米管
  
  是一种由石墨片卷绕而成的一维管状资料,直径仅有纳米级别,在其微小的“身体”里蕴藏的可是大能量,将这些“小东西”融入电网常用的铝合金资料中,好像混凝土中的钢筋普通,使铝合金的强度显著提升,可在电力及相关范畴发挥大作用。正可谓是小身体、大作用。但是,纳米资料的一大应用弊端是容易发作聚会,如何完成碳纳米管在铝基体中弥散散布是铝合金资料胜利开发的关键。传统主要采用粉末冶金工艺,经过机械球磨的方式将纳米相和金属粉末停止固—固混合,之后烧结成型,但这种办法无法完成大尺寸,且资料的塑性较差。
  
  为处理这一问题,武汉南瑞科技攻关团队展开了大量研讨工作。历经4年的时间,数百次的实验,经过不时优化成分配方、调整工艺参数,提出了碳纳米管改性铝合金熔炼制备工艺,攻克了碳纳米管的分散、碳管外表包覆、碳管与铝液的浸润、碳管在熔交融金中的悬浮等技术难题。锲而不舍,金石可镂。正是团队成员们持之以恒的努力,及面对波折与失败时的恒心和毅力,才取得了电工新资料、新工艺的技术打破,为完成碳纳米管改性铝合金的批量消费打下坚实的根底。
  
  “碳纳米管改性铝合金完成单产30吨”,武汉南瑞已胜利将碳纳米管改性铝合金技术用于工业消费,这其中阅历了配方设计、实验研讨到中试放大的工艺过渡等方方面面。通红的熔炼炉中翻腾着铝液,“成分检验合格,能够浇铸”,流槽中的铝液迟缓流入了却晶器中,浇铸好的碳纳米管改性铝合金坯锭等候下一步的废品加工。
 
2018年7月,武汉南瑞技术人员夏兆辉正在操作真空熔炼炉,进行纳米碳合金材料的熔炼
  
  2018年7月,武汉南瑞技术人员夏兆辉正在操作真空熔炼炉,停止纳米碳合金资料的熔炼。 
  
   “落地应用” 
  
  
  多年来的研发投入终于结出了果实,武汉南瑞率先推出了基于纳米改性技术的第一代产品——纳米碳合金金具,并经过了国度电网企业新技术新产品成果评价。
  
  创“新材”才有竞争力,武汉南瑞推出纳米改性铝合金产品!
  
  线路节能环保化是电网建立响应低碳经济、美丽中国的一大举措,其不只涵盖了运转线路的环保设计和长效节能,也表现在电力配备的环保制造和新技术应用程度等方面。
  
  “365bet体育依照相关规范对纳米碳合金金具停止了能耗测试,以NW-07115型纳米碳合金碗头挂板为例,在经济电流240安培下能耗降低3瓦左右,相当于线路上日夜亮着的无数个3瓦灯泡,被熄灭了。”项目担任人在引见纳米碳合金金具的节能优势时形象地说道。
  
  依据实验结果,纳米碳合金碗头挂板在与耐张线夹配合运用时,相对铸铁金具该单元能耗降低了22%~24%。经过统计历年来配网用铸铁金具的招标数据(仅含协议库存),配网金具的年需求量超越4亿元,若采用节能型纳米碳合金金具替代,以经济电流密度185安培计算,每年节约电能超越16万兆瓦时。
  
  此外,绿色环保、轻量、美观也是该系列金具的应用优势。随着国度环保政策的增强,铸造行业的准入条件不时进步,原先小型的、低产能的铸铁厂被迫关停,招致铸铁原资料的价钱上涨。同时,热镀锌工艺对环境污染宏大,粗陋的镀锌工艺厂房和肆意排放的污水,对操作工人和自然环境形成极大的危害。相比之下,纳米碳合金金具无须停止热镀锌处置,防止了对环境的污染,以实践功效践行国度电网企业“建立绿色电网、贡献清洁能源”的企业任务。且其本体重量仅为同规格铸铁金具的30%~50%,规范毁坏载荷进步30%以上,可为线路运转提供更稳定、长效的平安保证。
  
  将来,武汉南瑞将一直坚持创“新材”才有竞争力的开展理念,深化展开新资料产品的研发与消费,深耕碳纳米管改性铝合金资料产品多元化应用市场,为国度建立绿色、环保、节能、高效的清洁能源电网作出应有的奉献。
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