广西民族大学材料与环境学院“铝拓热疆”团队 提供铝合金材料核心技术全新解决方案

发布时间:2025-06-12 20:09   来源:中国教育新闻网    编辑:叮当
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当下,新能源汽车行业的快速发展对轻量化、散热材料需求迫切。市场现有铝合金导热率与强度呈倒置关系,无法兼顾性能与机械可靠性;亟需开发新型高导电铝合金材料解决导热率、连接可靠性等技术难题。我国目前的铝合金材料产品主要集中在中低端市场,上游铝材研发与下游应用脱节,缺乏针对新能源汽车的定制化合金体系,高端铝合金材料的核心技术仍然在国外掌握。

为实现铝合金材料力学性能和导热性能的平衡和同步提高,达成“降本增效”、低碳环保目标,广西民族大学“铝拓热疆”团队应运而生。在指导老师李乘波和广西民族大学大力支持下,创新性研发了一种新型高强高导热Al-Mg-Si-La系压铸铝合金,为国内铝合金材料核心技术攻关提供了全新解决方案。

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同心协力,共创未来

目前,项目组已与两家公司达成合作意向,这些公司将帮助定制生产铝材,解决项目进展中的一大难题。截至目前,团队已获 项专利,发表 篇论文,为高性能铝合金材料制备技术迭代升级提供坚实基础。项目的成功不仅依靠各方的鼎力支持,更来自于团队成员的团结奋斗。

“铝拓热疆”团队自2024年成立以来,在李乘波副教授的指导下,迅速成长为跨学科的创新集体。李乘波副教授在铝(镁)轻合金强化技术及其机制、再生铝合金组织控制与保级利用技术开发领域深耕多年,为项目保驾护航;在团队建设和科研项目管理方面经验丰富,为团队的研究方向和战略决策提供了精确指导。

广西民族大学作为项目的孵化基地,提供了先进的器材装置和完善的实验场地,依托其专业平台、先进设备及重点实验室资源,团队的科研活动和实验得到保障;学校坚持以赛促教、以赛促创,通过举办各类学科竞赛确保项目团队在各种实践和挑战中积累经验。此外,学校积极搭建产学研合作平台促进团队与企业合作,为团队提供实地产品检验、试生产机会,对团队在高性能铝合金材料领域的研究提供坚实保障。

项目组团队2024年集结,团队负责人何翔宇,金属材料工程专业。作为项目的核心协调者承担协调各合作方的任务安排、跟进、监督与控制运营计划的重要职责。凭借出色的组织能力和高效的管理技巧,何翔宇成功协调各合作方,确保项目开发团队的所有任务得以顺利进行。敏锐的洞察力和果断的决策能力是他能带领团队在面临复杂问题时迅速做出反应,保持项目前进方向和进度的重要素质。

团队成员来自金属材料工程专业、新能源材料与器件专业、智能制造工程专业及会计学专业等,充分发挥学科优势,专业互补,实现多学科交叉融合。

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各成员坚定攻克技术难题的信念,砥砺奋斗。在一次次精进技术、企业调研及会议讨论中完善研发思路,类比分析求创新,针对痛点提出问题并探求解决方案。经过无数次的讨论与实践,团队最终研发出了新型高强高导热铝合金材料,为导热材料领域的发展做出了积极贡献。

迎难而上,革故鼎新

核心技术一:独创热配方案。

通过精确控制材料制备过程中的热场温度、时间和冷却速率等参数,优化材料内部的晶体结构和合金元素分布,使用 ProCAST 软件 进行热场模拟,预测不同工艺参数下的材料性能,优化热配方案,从而在提高导热率的同时保证力学性能。

采用 Al-Cu-Si 系压铸铝合金配方,具体成分为:Al(余量)、Cu(14%)、Si(6%)、Zn(0.3%)、Mg(0.2%)、Sr(微量)。通过降低贵金属(如稀土)和稀土元素的使用量,降低材料成本。在熔炼、浇铸等环节动态调整加热和冷却过程,促进合金元素均匀扩散,形成均匀的纤维状组织。

核心技术二:复合形变热处理(STRARA)

通过挤压工艺与热处理中的时效处理和固溶处理的协同作用,调控材料的微观结构(如沉淀相分布、晶粒尺寸),实现高强度与高导热率的平衡。

通过 SEM(扫描电镜)和 XRD(X 射线衍射)分析,验证材料形成了均匀的纤维状组织和细小晶粒(晶粒尺寸<20 μm)。

核心技术三:可再生铝技术。

通过废铝回收与精准成分调控,实现再生铝性能与原生铝一致,同时降低生产成本和资源消耗。通过废铝回收与精准成分调控,实现再生铝性能与原生铝一致,同时降低生产成本和资源消耗。再生铝产品性能与原生铝一致,可直接替代用于高要求场景(如导热材料、结构件)具有工艺可靠性。

成本优势:再生铝每吨成本为 16,000 元,低于竞品原材料平均价格(22,500 元 / 吨),实现降本增效。

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持之以恒,安全传承

“铝拓热疆”团队通过创新新型导电铝合金配方、新铸造工艺和新杂质工艺,在高性能材料、高强高导热材料等领域突破了关键核心技术,打破国外技术垄断。国家政策对通讯行业、新能源汽车行业、材料创新等的大力支持与鼓励,通讯设备、压铸铝合金材料的广阔发展空间,“铝拓热疆”项目的落成与发展将满足广大消费者的寻求。材料制备过程工艺简便易行,合金元素加入量易于控制,综合性能效果显著,工业生产成本低,无污染物生成,符合绿色低碳材料要求。项目在推动社会文明、维护生态文明及增进民生福祉方面发挥积极作用。

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“铝拓热疆”团队期望研发的新型铝合金材料能在新能源汽车、航天航空等领域发挥关键,助力材料领域的高质量发展。项目落地让团队成员真正实现了理论与实践的结合。

砥砺前行,光明未来

未来,团队将继续砥砺前行,不断优化核心技术,力求为行业带来更高质量的服务与保障。同时,团队将积极寻求更多运营商和数据中心的合作,力图扩大合作范围,真正让项目实“走出去”。

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团队的美好愿景是研发新型导电铝合金配方、新铸造工艺和新杂质工艺的能在通信行业、新能源汽车行业、光伏组件应用等领域上闪耀光辉,助力金属材料领域的发展,真正实现理论与实践的无缝对接,为以后学生学习发展提供强有力的保驾护航。

 

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