轻质高温耐磨铝陶材料

    本项目在现有高强耐热多尺度颗粒协同增强铝合金活塞制备生产技术的基础上，采用小剪切涡流旋转液态搅拌法制备出新型Al-Si/SiCp制动盘，同时研究制动盘摩擦磨损性能及机理。研究大尺寸铝基复合材料的制备技术，通过液态小角度搅拌法制备出了不同硅含量的铝基复合材料环坯，要求组织均匀、初晶硅细小，增强相纳米陶瓷颗粒颗粒的分布均匀，体积分数约为5-15％。大量的初晶硅颗粒起到承载以及减少软基体磨损的作用，使基体免受对偶微凸体的犁削和擦刮，降低了材料的磨损率，材料的耐磨性能随硅含量的增加大幅度提高。需要对初晶硅以及纳米陶瓷颗粒的含量，形态大小以及增强颗粒与基体间的界面结合对制动盘材料摩擦磨损性得到了提升。

    技术团队已掌握高强耐热的多尺度混杂陶瓷颗粒增强铝合金的制备技术，解决了包括：液态搅拌及原位反应复合制备铝基复合材料技术；颗粒增强铝基复合材料韧塑性低、难重熔铸造、难精密加工等多相难题。掌握了重熔、铸造、凝固、热处理、精密加工、表面处理等关键生产工艺技术。其中表面陶瓷膜诱导生长因子、陶瓷化电解液催化配方、高精度诱导复合陶瓷薄膜生长、高韧性耐磨陶瓷层增厚技术是本项目重点。本项目得到了陕汽集团、北奔集团、瑞尔汽车集团的重视并投入产品测试研发。

    成果或项目的用途：

    本项目研究的轻质高温耐磨铝陶材料在新能源汽车、车辆轻量化，防护装备、汽车刹车盘以及各种减速耐磨系统等。下面仅以车用安全防护为例，对预期产品的市场进行分析：

    中国正在成为全球汽车零部件的生产基地。在全球汽车工业价值链中，汽车零部件价值就已占总价值链的50%。在我国，汽车零部件经过三个阶段的发展，工业增加值速度远远高于GDP的发展速度，2011年市场表观需求额为16000亿元左右，出口额突破16亿美元，进口额为18亿美元，而且市场规模还在不断扩大。2011年整个汽车零配件工业总产值达到将近15000亿，汽车产业已经成为我国国民经济中一个重要的支柱产业，而汽车零部件工业是整个汽车工业中上游产业，它在整个汽车工业链中占据越来越重要的位置。

    此外，铝陶轻质高温耐磨材料的成果产业化，将带动与之相关的化工原料、封装工业、成品加工等行业的发展，从而形成新的产业链和产品销售服务体系。项目研发的铝陶材料可以进一步研发先进的轻质隔热高强材料技术，具有非常大的市场潜力。研发产品将能提高对能量的利用转化效率，具有重要作用进一步降低生产与生活中的环境污染，轻质可靠、节能环保、价格低廉、效果显著外，还兼具绿色环保特点，在当前“以环境代价换取GDP”的社会发展困境下，将产生巨大的社会效益