在新能源汽车产业迅猛发展的当下,轻量化与散热材料的需求愈发迫切。当前市场上的铝合金材料面临着导热率与强度难以兼顾的困境,同时我国高端铝合金材料核心技术长期被国外垄断,产业发展受限。在此背景下,广西民族大学材料与环境学院"铝拓热疆"团队凭借创新技术,成功研发出新型高强高导热Al-Mg-Si-La系压铸铝合金,为行业发展提供了全新思路。
产学研深度融合 打造创新型团队
"铝拓热疆"团队自2024年成立以来,在李乘波副教授的指导下,迅速成长为跨学科创新集体。李乘波副教授在铝(镁)轻合金强化技术等领域有着深厚的研究积累,为项目的技术研发和战略规划提供了有力支持。团队负责人何翔宇,金属材料工程专业。作为项目的核心协调者承担协调各合作方的任务安排、跟进、监督与控制运营计划的重要职责。凭借出色的组织能力和高效的管理技巧,何翔宇成功协调各合作方,确保项目开发团队的所有任务得以顺利进行。敏锐的洞察力和果断的决策能力是他能带领团队在面临复杂问题时迅速做出反应,保持项目前进方向和进度的重要素质。团队成员来自金属材料工程专业、新能源材料与器件专业、智能制造工程专业及会计学专业等,充分发挥学科优势,专业互补,实现多学科交叉融合。
广西民族大学作为项目的孵化基地,为团队提供了先进的实验设备和完善的科研场地。学校坚持"以赛促教、以赛促创"的理念,通过举办各类学科竞赛,提升团队的实践能力。同时,积极搭建产学研合作平台,促进团队与企业的深度合作,为技术成果转化提供了坚实保障。
展开剩余76%(“铝拓热疆”团队合影)
三大核心技术突破 打破国外垄断
独创热配方案
通过精确控制材料制备过程中的热场温度、时间和冷却速率等参数,优化材料内部的晶体结构和合金元素分布,使用 ProCAST 软件 进行热场模拟,预测不同工艺参数下的材料性能,优化热配方案,从而在提高导热率的同时保证力学性能。
采用 Al-Cu-Si 系压铸铝合金配方,具体成分为:Al(余量)、Cu(14%)、Si(6%)、Zn(0.3%)、Mg(0.2%)、Sr(微量)。通过降低贵金属(如稀土)和稀土元素的使用量,降低材料成本。在熔炼、浇铸等环节动态调整加热和冷却过程,促进合金元素均匀扩散,形成均匀的纤维状组织。
(团队成员对产品进行性能测试)
复合形变热处理(STRARA)
通过挤压工艺与热处理中的时效处理和固溶处理的协同作用,调控材料的微观结构(如沉淀相分布、晶粒尺寸),实现高强度与高导热率的平衡。
通过 SEM(扫描电镜)和 XRD(X 射线衍射)分析,验证材料形成了均匀的纤维状组织和细小晶粒(晶粒尺寸<20 μm)。
可再生铝技术
通过废铝回收与精准成分调控,实现再生铝性能与原生铝一致,同时降低生产成本和资源消耗。通过废铝回收与精准成分调控,实现再生铝性能与原生铝一致,同时降低生产成本和资源消耗。再生铝产品性能与原生铝一致,可直接替代用于高要求场景(如导热材料、结构件)具有工艺可靠性。
成本优势:再生铝每吨成本为 16,000 元,低于竞品原材料平均价格(22,500 元 / 吨),实现降本增效。
(团队成员进行金相结构观察)
技术成果显著 应用前景广阔
目前,"铝拓热疆"团队已与两家公司达成合作意向,这些企业将协助定制生产铝材,推动技术成果转化。截至目前,团队已获得多项专利,发表多篇论文,为高性能铝合金材料制备技术的升级提供了有力支撑。
该新型铝合金材料可广泛应用于新能源汽车、航天航空等领域。在新能源汽车领域,每使用1kg铝,在车辆生命周期内可减少20kg温室气体排放;汽车报废后,铝材回收率高达85%以上。据测算,若该材料在新能源汽车领域广泛应用,每辆车可降低成本825-1238元,年减排二氧化碳超800万吨。
坚持创新发展 助力产业升级
"铝拓热疆"团队通过创新新型导电铝合金配方、新铸造工艺和新杂质工艺,在高性能材料、高强高导热材料等领域突破了关键核心技术,打破了国外技术垄断。项目的实施不仅满足了市场对高性能材料的需求,还推动了社会文明、生态文明建设和民生福祉的提升。
未来,团队将继续优化核心技术,积极寻求与更多企业的合作,扩大合作范围,推动项目"走出去"。团队的愿景是让新型导电铝合金材料在通信行业、新能源汽车行业、光伏组件应用等领域发挥重要作用,助力金属材料领域的发展,实现理论与实践的无缝对接,为行业发展培养更多优秀人才。
"铝拓热疆"团队的创新成果,为我国铝合金材料领域的发展注入了新的活力,有望推动我国从铸造大国迈向铸造强国,在全球工业竞争中抢占先机。
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