鋁+石墨烯=鋁基石墨烯合金

鋁基石墨烯合金

鋁是世界上產量和用量僅次於鋼鐵的有色金屬，產品效能上具有耐候性、耐衝擊、耐溶劑性、高溫滅菌性等優良特性，可廣泛應用於建築裝飾、食品包裝容器、家用電器、交通運輸、航天航空、電子通訊各個行業，是發展國民經濟與提高人民物質文化生活的重要基礎材料。近幾年，隨著我國汽車、航空、建築等行業的飛快發展，對於鋁材的需求也持續加大。

但目前

國內在利潤率最高的產業鏈下游應用遠遠低於發達國家，尤其在交通運輸領域。截止

2018

年，在中國，鋁型材在交通運輸領域佔比為

27%

，遠低於北美（

47%

），歐洲（

45%

），日本（

50%

）等發達市場。具體地說，隨著鋁替代銅，鋁替代鋼的擴大應用，諸如乘用車車身板（

ABS

），乘用車

/

商用車用鋁材，鋁合金電纜，鋁合金模板和太陽能發電鋁材燈新產品，都將是鋁加工行業新的增長點。交通運輸領域將是高階鋁型材的重點發展方向。

鋁合金具有低密度、高強度和良好延展性，但是鋁合金作為結構材料，受到導電性和抗拉強度的制約，

電纜

行業

“

以鋁代

銅

”

的進展並不樂觀。因此，如何提

高鋁合金

強度一直是研究者的主攻方向。在鋁合金中填加石墨、

碳化矽

、碳化硼和碳奈米管制備

鋁基複合材料

來提高合金強度成為學者們研究方向。而石墨烯具備優異的力學效能、熱學效能和電學效能，是製備金屬基奈米複合材料較為理想的增強體之一。然而，如何將石墨烯奈米片均勻分散到金屬基體中，同時使石墨烯和金屬間形成良好的接觸介面且不破壞石墨烯的微觀結構成為研究中的重點難題。鋁基石墨烯複合材料解決了石墨烯與基體金屬的潤溼性、石墨烯與基體金屬的介面結合強度、石墨烯與金屬基體的介面明確、石墨烯在金屬基體中的形貌和分散均勻性可控等技術難題。

國內有專家團隊研究表明：

鋁基石墨烯複合材料杆材抗拉強度提升範圍

25%

~

50%

，達到國內外先進水平。鋁基石墨烯複合材料杆材，帶來更高的產能、更低的成本，對該複合材料未來的產業化推廣程序具有重要意義。

從目前的研究情況來看，只要石墨烯能均勻的分散在鋁基體中，即使加入的石墨烯的量很少，也可使石墨烯

/

鋁複合材料的力學效能得到很大提高。雖然研究者在製備過程中儘量避免石墨烯結構的破壞，並提高石墨烯在鋁基體中的分散均勻性，但複合材料的效能與理論計算的資料相比仍有很大的差距。所以如何在保持石墨烯結構的完整性，進一步提高其在鋁基體中的分佈均勻性，發揮最大的改性作用是要深入研究的問題。

長期從事運用理論知識解決新產品小試（中試）到工程化應用放大過程中遇到的工程轉化問題及後續新產品市場推廣工作問題。在中試放大過程和除錯方面具有豐富經驗，熟練掌握涉及裝置換熱、工程力學方面的計算和產品設計；能夠依據行業標準針對專案要求進行必要試驗性分析和驗證；能夠針對特殊裝置和特殊介質工況進行選材和研發；能夠根據不同工藝需要完成適合的過程系統開閉環控制方案；能夠利用工程技術經濟分析手段對專案進行系統化管理。

課題組具備解決在傳熱、傳質專有壓力裝置中介質分佈不均嚴重影響生產效率和產品品質的能力和解決這一問題所有涉及傳熱、傳質壓力裝置的共性技術問題的能力。透過專研和實踐，最終實現了透過自主研發的一種節能專有技術（基於自主研發的蒸汽噴射泵及其相配合的自適應控制演算法），有效地改善低溫多效海水淡化整個換熱系統內部溫度場的均勻性。最終發展了類似工程系統的通用設計和除錯方法。期間相關發表論文

3篇，申請專利5項（3項發明，2項實用新型），授權5項。擔任高階研發工程師職務。