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“苏总,我们小组的课题,源於一个朴素的想法:能不能造出一种既轻又硬又韧”
的材料,特別是为未来的“新能源汽车”
服务?”
刘博的开场白很简单。
他解释道:“目前轻量化的主力,是铝合金和碳纤维复合材料。
铝合金工艺成熟,成本可控,但绝对强度和模量有上限;
碳纤维复合材料性能卓越,但各向异性显著,且抗衝击性能有时不尽如人意。
我们想,能否创造一种各向同性更好、综合性能更均衡的轻质高强材料?”
“我们选择了两个方向:
一个是基於我们独有的、经过氧化粉碎处理的钙鈦基体粉末,它本身具有很高的硬度和独特的能量吸收特性;
另一个是国內刚刚成熟的t700级碳纤维,提供极高的比强度和比模量。
我们將它们以不同比例混合,並加入了我们特製的还原剂和成型助剂,试图让这两种性格迥异的材料在微观层面和谐共处”
。”
投影屏上,出现了复杂的工艺流程图和一大堆性能数据表格。
刘博快速掠过前面几十个编號,雷射笔的光点最终坚定地停留在一个编號上一—0162。
“在所有的配比和工艺组合中,编號0162的材料,实现了性能的最佳平衡。
它的配方是:30%的钙鈦基体粉末,65%的t700碳纤维,以及5%我们自主研发的、用於调控界面和促进致密化的复合辅剂。”
接下来,他报出的每一个数据,都让在座的材料专们屏息凝神。
抗拉强度:≥512mpa(这个数值已经迈入了高强度钢的门槛,远超大部分铝合金)
密度:2.7gcm(这与高端铝合金几乎一致,远远低於钢铁的7.8gcm3)
断裂伸长率:20%(这表明材料在断裂前有显著的塑性变形能力,即“韧性”
很好,不像普通陶瓷或脆性树脂那样会突然断裂)
弹性模量:125gpa(体现了材料的“刚度”
,高於铝合金的70gpa左右,虽不及碳纤维复合材料各向同性的理想值,但已是巨大突破)
热导率:85w(m·k)(优异的散热性能,与铝合金相当,远超钢铁)
硬度:hb90(与铝合金相当)
收缩率:2.0%(对於压铸成型工艺,这是一个可以接受的数值,方便加工)
刘博总结道:“0162材料,本质上是一种全新的金属—碳纤维陶瓷基复合材料。
它巧妙地將钙鈦基体的高硬度、高能量吸收与碳纤维的高强度、高模量结合在了一起。
其密度与铝合金看齐,抗拉强度媲美高强度钢,同时还具备了良好的韧性、
优异的散热性和可压铸成型性。”
他顿了顿,给出了小组的应用判断。
“我们认为,它是新能源汽车驱动电机壳体、电池包承载结构、以及轻量化车身框架的理想候选材料。
它能解决目前铝合金壳体,在超高扭矩下可能出现的强度不足、变形问题,也能避免铸铁壳体带来的沉重负担。
对於提升车辆能效和性能极限,至关重要!”
会议室里陷入了短暂的寂静,隨即响起了低沉的议论声。
大家都是行家,太清楚这组数据意味著什么。
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