高端新材料实现全面突破的时代正向我们走来!快来看看工博会上的这些“上海造”
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商圣科技09月22日消息:

摘要:由于新材料产业在国内起步晚,此前不少高端新材料一直需要大量进口。但如今这一情况正在发生明显改观。正在上海举行的中国工博会上,一批上海高端新材料纷纷亮相。

高端新材料实现全面突破的时代正向我们走来!快来看看工博会上的这些“上海造”

一代装备需要一代材料,一代材料成就一代装备。新材料作为高端装备的“幕后英雄”,是一国科技进步的基石,是“发明之母”和“产业粮食”。由于新材料产业在国内起步晚,此前不少高端新材料一直需要大量进口。但如今这一情况正在发生明显改观。正在上海举行的中国工博会上,一批上海高端新材料纷纷亮相。

首条高温超导电缆明年铺设

冒着白色的“雾气”,一辆小列车悬正在轨道上匀速飞快地滑行。工博会上海上创超导公司的展台上,利用超导原理展示的高温超导磁悬浮轨道装置引来不少观众围观。上创超导总经理薛华实说,超导材料指的是在一定温度下电阻为零的材料,在零下约200℃时称之为高温超导,浸泡在液氮中可以保持这一温度。同时,该材料具有完全抗磁性,即当一个磁体靠近处于超导态的材料时,两者磁场大小相等,方向相反,超导体内部的磁感应强度为零。基于这两个特性,超导材料成为前沿新材料之一。

不过,想要制造出高性能的高温超导材料除了克服技术门槛,还要严格控制好生产成本。“中国在这一领域起步较晚,但发展速度非常快。”薛华实告诉记者,上创超导用短短几年时间走完了发达国家十几年的发展阶段,实现了中国超导材料产业界从组分、工艺、重大关键装备的突破,生产的第二代高温超导材料性价比达到国际领先水平,并成为国内首家通过工信部科技成果鉴定的高温超导材料企业。如今,产品已进入国家大科学工程装置、电力示范工程、军工装备、高端医疗仪器等强电、强磁应用领域。

据薛华实透露,明年首条高温超导电缆将正式在上海市中心区域铺设。“由于高温超导零电阻的特性,如果使用超导电缆来替代传统的高压输电线,节省的费用将会十分惊人。”按照现在上海每年电力传输过程中损耗的电量折算,采用高温超导输电的经济效益不可估量。

不怕高温的小陶瓷飞入太空

高温超导学名中虽有“高温”却在低温中运行,但由上海硅酸盐研究所在工博会上展出的高温高稳定压电陶瓷材料,则是名副其实的高温,可以在300℃甚至是500℃的高温中“毫发无损”。

上海硅酸盐研究所研究员梁瑞虹说,在航空航天等领域需要各种不同的传感器实现对航空发动机、火箭发动机等关键设备工况监测。压电陶瓷,轻轻触碰,就能将力转换成电信号,或者加上电压,也可以将电信号转换成力,去完成一个动作。这一特殊“本领”,使一片小小的压电陶瓷成为上述领域中的关键元器件。但它经常需要工作在一些特殊环境中,而高温是它的“致命杀手”,传统的压电陶瓷难以抵抗高温“侵袭”——一旦超过某个临界点,它的信号转换本领就会变差,甚至完全失效。

如何让压电陶瓷在几百摄氏度的高温下仍保持高压电活性、高稳定性?这是一项世界先进技术。

“我们经过长期钻研高温高稳定压电陶瓷材料,深入研究其高温导电、热退极化机理,大胆进行工艺创新,取得了重大突破,各种性能目前达到国际先进水平,500℃的高温压电陶瓷材料国内市场占有率高达80%以上。”梁瑞虹说。如今,经受住高低温等恶劣环境试验的高温高稳定压电陶瓷材料还飞入太空,成功应用于“嫦娥三号”超声电机、四代机激光陀螺仪、长征运载火箭、神舟飞船的监测部件和军工装备等重大工程。

战略发展的基石领域

此外,在工博会新材料展区,来自特一(上海)新材料公司生产的芳纶蜂窝材料让“小蜂窝”成飞机的“减重专家”,比强度和比模量指标均高于传统铝合金材料,减重效果提高30%;作为传统镍基高温合金和钛铝合金的“升级版”,上海图德航空科技制造的新一代高温合金材料,如今已广泛应用于高压压气机叶片、涡轮盘、紧固件等各类航空发动机核心结构件制造,核心性能指标密度下降20%;而作为我国第四代核反应堆不可或缺的冷却剂和氚增殖剂材料,上海太洋科技公司量产的核纯级氟化铍材料实现出口德国、日本,在国际市场占据一席之地。

新材料工业是一国科技进步的基石,也是国家工业技术与科技水平的前瞻性指标。“对上海来说,新材料是上海锚定的人工智能、集成电路、航天航空、海洋工程等战略领域的重要基础,必须紧抓方向,提升质量,竭力打造上海新材料产业品牌,成为‘沉得下去,撑得起来’的上海战略发展基石领域。”上海市经信委副主任吴金城说,要以新材料产业的加速发展,助力“上海制造”现代产业集群蓬勃发展。

上海新材料领域取得的重大突破,也预示着高端新材料核心技术全面突破的时代正向我们走来。数据显示,“十三五”以来,上海市新材料产业保持稳步发展,目前全市规上新材料企业数达547家。截至今年6月底,全市新材料总产值达1285.61亿元,占本市工业战略性新兴产业总产值的25.4%。根据相关规划,上海将力争到2020年培育1-2个前沿新材料初步形成产业集聚,不断加强集成电路、汽车、航空、高端装备等重点产业集群关键材料配套能力,实现钢铁和石化基础材料工业智能化、绿色化转型升级。


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