我校新型航空航天材料研究取得重大突破该技术将有助中国飞机有一颗更强“中国心”

时间:2016-07-01 16:31来源:南京理工大学点击:1192次

　　6月21日，我校新型航空航天材料重大突破新闻发布会在学术交流中心召开。中国钛合金研究与应用创始人之一、钛合金和钛-铝系金属间化合物专家、中国科学院院士曹春晓，科技部先进结构与复合材料主题专家组组长、北京航空材料研究院副总工程师张国庆研究员，中国科学院金属研究所研究员、高温结构材料专家袁超，中国航空动力机械研究所涡轮设计部副主任设计师康剑雄，以及我校相关人员出席了发布会。新华社、人民日报、中央电视台、中国新闻社、中国青年报、科技日报、中国教育报、新华日报、江苏城市频道、南京日报、扬子晚报、现代快报、龙虎网等20余家媒体记者来校进行集中采访、报道。发布会由我校科学技术研究院常务副院长吴志林主持。

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　　新闻发布会上，我校材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授就其团队在新型航空航天材料领域取得的研究成果进行了介绍。陈光教授团队在国家973计划等资助下，经长期研究，在新型航空航天材料TiAl合金方面取得重大跨越性突破。相关成果Polysynthetic twinned TiAl single crystals for high-temperature applications（高温PST钛铝单晶）于2016年6月20日在线发表于Nature Materials（《自然材料》，2015年最新影响因子38.891）。
（论文链接：
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4677.html ）

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　　航空航天技术是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机被誉为飞机的心脏，叶片则是航空发动机中最关键的核心部件，其承温能力直接决定着发动机的性能，尤其是推重比。
　　美国GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb（以下简称4822）合金替代原来的镍基高温合金制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片，使单台发动机减重约200磅，节油20%，氮化物(NOx)排放量减少80%，噪音显著降低，用于波音787飞机，2007年试飞成功，2009年正式投入商业运营，成为当时航空与材料领域轰动性的进展。
　　陈光教授团队的研究成果在材料性能上实现了新的大幅度跨越，所制备的PST TiAl单晶室温拉伸塑性和屈服强度分别高达6.9%和708MPa，抗拉强度高达978MPa，实现了高强高塑的优异结合。更为重要的是，该合金在900℃时的拉伸屈服强度为637MPa，并具有优异的抗蠕变性能，其最小蠕变速率和持久寿命均优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金1~2个数量级，有望将目前TiAl合金的使用温度从650~750℃提高到900℃以上。
　　曹春晓院士用“原创性、突破性、引领性和基础性”这四个关键词，对陈光教授团队的研究成果给予高度评价。他指出：“通常，镍基单晶高温合金的承温能力每提高25~30℃，即为一代新合金。陈光教授团队发明的TiAl单晶合金，一下将承温能力提高了150~250℃以上，是重大突破，属引领性成果。这项关键材料技术诞生于我国，是我们国家和民族的骄傲与自豪！不仅对我国的航空航天事业的发展具有重大价值，有助于中国飞机有一颗更强的‘中国心’,也必将对维护世界和平、促进社会发展起到积极作用。”

　　张国庆研究员指出：“高温合金是‘重点新材料研发与应用’国家重大工程的关键研发内容之一，轻质高强材料是国家新材料领域的重要发展方向。TiAl合金因其优异的比强度和高温性能，已成为有航空航天应用前景的新型高温结构材料及传统高温合金的未来替代材料。南京理工大学陈光教授团队研究成功的‘PST高温TiAl合金单晶’大幅度提高了高温性能，显著改善了材料塑性，对于新型轻质高温结构材料的发展和应用具有非常重要的意义”。

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　　长期从事高温结构材料研究的中国科学院金属研究所袁超研究员认为：“陈光教授团队采用纳米孪晶强韧化方法制备的单晶TiAl不仅强度高，室温塑性更是超过6.9％，属于金属间化合物研究的重大突破。一方面，这种发现有可能应用于其他金属间化合物，引领新一轮金属间化合物研究热潮，具有重大理论意义。另一方面，高塑性为其真正工程应用奠定基础，具有重大工程意义”。并指出：“该成果是中国原创，绝对世界领先。建议国家加大支持力度，尽快完成该合金全面性能测试，真正应用于我国航空发动机的叶片制造”。

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　　来自航空发动机设计一线的康剑雄副主任设计师站在应用的角度，从“革命性”和“引领性”两个方面对陈光教授团队的研究成果进行解读。他说，在航空发动机研究领域有这样一句话：一代材料，一代发动机。材料的突破可以带来航空发动机性能的极大提升。他认为，陈光教授的研究成果将会引领航空发动机的设计理念、设计方法进行变革，他期待该成果早日在工业部门得到应用，为实现中华民族的强国梦增加信心。

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新闻发布会上，媒体记者对专家们进行了集中采访。

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