有這樣一種材料,其的硬度很強(qiáng),甚至可以比鋼強(qiáng)上百倍,這就是石墨烯,石墨烯是一種新材料,以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu),這不又以石墨烯為基礎(chǔ),突破了一大新材料,成功為高端制造,開辟了一條新的道路。
石墨烯是可以在多個(gè)領(lǐng)域上使用的,有非常大的應(yīng)用前景,比如光學(xué)、電學(xué)、材料學(xué)、微納加工、醫(yī)學(xué)以及藥物等多項(xiàng)重要場(chǎng)景上的應(yīng)用,甚至可以加入戰(zhàn)機(jī)當(dāng)中,在未來必定會(huì)成為革命性材料。
石墨烯本就是大自然的產(chǎn)物,只是難以抽絲剝繭般,分離出一層石墨烯,要做到確實(shí)是不容易,要知道,僅僅1毫米的石墨上就包含了300萬層的石墨烯,這么來看,石墨烯也確實(shí)小的可以了,瞬間就理解了,神叫做難以剝離出一層石墨烯了,可別看它小,確實(shí)非常具有硬度的,作用也是真不少。
目前,中國(guó)在石墨烯領(lǐng)域中,取得了一定的成就,在2018年,中國(guó)首條全自動(dòng)產(chǎn)量石墨烯有機(jī)太陽(yáng)能光電子器件的生產(chǎn)線,在山東菏澤啟動(dòng),成功破解了太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用局限、對(duì)角度敏感以及不易造型的3大難題。
今年來看,中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè),從發(fā)展環(huán)境、產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及創(chuàng)新能力等角度來分析,第一梯隊(duì)已經(jīng)有7個(gè)省市,可見中國(guó)在石墨烯領(lǐng)域的發(fā)展,已經(jīng)非常普及且具有一定的技術(shù)成熟度。
而在石墨烯的基礎(chǔ)上,我國(guó)又成功突破了一大新材料,它的應(yīng)用,將會(huì)為我國(guó)高端制造,形成輕量化,這就是烯碳鋁合金。
這是一種復(fù)合材料,從仿生學(xué)的角度出發(fā),再加上石墨烯,成功解決了石墨烯合金的結(jié)構(gòu)問題,將會(huì)取代傳統(tǒng)鋁合金,兒第一步就會(huì)應(yīng)用到航空、高鐵、汽車等高端領(lǐng)域之上,而有了烯碳鋁合金作為材料,將會(huì)在很真做到輕量化。
有了石墨烯的加入,成就了這所謂的王牌“鋁合金”,這粉末冶金外加石墨烯,新材料的突破形成,其實(shí)并不容易,拿著合金到底有強(qiáng)呢?
這就可以看向令國(guó)人驕傲的C919國(guó)產(chǎn)航空器了,雖然有幾大關(guān)鍵技術(shù)還沒有做到國(guó)產(chǎn),不過也很令國(guó)人興奮,畢竟也是有了國(guó)產(chǎn)信號(hào),也意味著,原本的夢(mèng)想走向理想,最終成為了現(xiàn)實(shí)。
而這其中,就是幾代科學(xué)家的奮斗,其中新材料和新工藝的尋找,就耗費(fèi)了科學(xué)家無數(shù)的心血,要知道,就高端制造領(lǐng)域,輕量化和剛度問題一直都是發(fā)展的重點(diǎn)方向,大型飛機(jī)和高鐵顯然都位列其中。
畢竟重量減輕了,可以更好的操控,以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠產(chǎn)生更高的加速度,不僅是提升速度的優(yōu)勢(shì),甚至可以在同等重量下,提高空間。
就比如國(guó)產(chǎn)C919用鋁鋰合金為機(jī)體減輕重量,可是單單輕量化了還不行,剛度問題也只能止步于此,因此在剛度問題上如何進(jìn)一步擴(kuò)展就成為了科學(xué)家們面臨的難題,要是有了更好的剛度,那么必然會(huì)更加的安全可靠。
那想要補(bǔ)充剛度,就要想辦法再加入某種材料進(jìn)行補(bǔ)充,于是面對(duì)石墨烯這種新型的增強(qiáng)材料,科學(xué)家們都比較看好,畢竟這強(qiáng)度也是受到世界認(rèn)可的,然而看好歸看好,真正要如何應(yīng)用,卻也成為了一大難題,不僅僅是我國(guó)的難題,更是世界的難題,20世紀(jì)就開始研究的日本科學(xué)家,也是遲遲不見突破。
就在一籌莫展之間,我國(guó)科學(xué)家在大自然中找到了辦法,在見到一款貝殼的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)了“珍珠母”的疊層結(jié)構(gòu),因?yàn)檫@一發(fā)現(xiàn),打開了科研人員的思維,就在仿生復(fù)合技術(shù)的支持下,開發(fā)出了“微納疊片粉末冶金”這樣中國(guó)獨(dú)一份的冶金技術(shù)。
通過這項(xiàng)技術(shù),將鋁制作成微納片狀的粉末,然后在微觀狀態(tài)下,根據(jù)一定的比例分配,加入碳納米管和石墨烯,再加上工藝控制,就像疊層結(jié)構(gòu)似的,形成了最終的烯碳鋁合金。
如今烯碳鋁合金已經(jīng)成功轉(zhuǎn)化成為了實(shí)體生產(chǎn),這下子將輕量化和剛度問題合二為一地給解決了,也意味著,中國(guó)即將邁入輕量化時(shí)代,未來中國(guó)不管是大飛機(jī)、高鐵還是汽車,性能也將進(jìn)一步得到提升,可能最明顯的就是提速、輕量化以及超強(qiáng)剛度了吧。九游官網(wǎng)app九游官網(wǎng)app