比鈦合金更厲害 ! 上海交大新研發奈米陶瓷鋁合金

在鋁裡摻陶瓷的辦法說起來容易，實際做起來沒那麼簡單。目前國際上傳統方法是先把陶瓷製成顆粒或纖維，然後用攪拌鑄造或粉末冶金的方法混入鋁合金中獲得鋁基複合材料，這種辦法能提高材料的強度和剛度，可是又有加工成形困難、強度及塑性差和性能不穩定等問題，嚴重阻礙了這種材料的工程應用。

「既然用物理方法從外面往鋁裡摻陶瓷的路走不通，我們就想出了『無中生有』，就是讓陶瓷自己從鋁裡『長』出來。」王浩偉表示，這樣兩種材料就能相容，如果再利用奈米技術，就把陶瓷的屬性真正加到鋁裡面，生成了一種渾然一體的新材料。

王浩偉教授團隊最終採用「原位自生技術」，透過熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到奈米級，突破了外加陶瓷鋁基複合材料塑性低、加工難等應用瓶頸。如此把奈米陶瓷顆粒引入到鋁合金，提高了材料的剛度、強度，同時保持了鋁合金良好的加工製造性能，突破了規模化工程應用的瓶頸，已利用在航太、汽車、先進電子設備領域。

「相比鈦合金和高溫合金，鋁合金3D列印後性能遠低於鍛件，奈米陶瓷鋁合金3D列印可以達到鍛件的性能。」王浩偉表示，現在正加緊和中國商飛、中國商發合作，推動大陸國產大飛機採用這種具有中國自主智財權的新材料。

目前奈米陶瓷鋁合金不但應用在內燃機活塞和汽車關鍵零件，能有效減重，還可以節能減排、提高安全性，且已用於天宮一號、天宮二號、量子衛星、氣象衛星等關鍵零件，讓又一個「中國製造」遨翔太空。