李良麗：通過對(duì)石墨烯改性技術(shù)的研究，可以對(duì)航空材料進(jìn)行升級(jí)換代

李良麗：通過對(duì)石墨烯改性技術(shù)的研究，可以對(duì)航空材料進(jìn)行升級(jí)換代

中國(guó)發(fā)展網(wǎng)記者劉丹陽(yáng)報(bào)道，10月13日，中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限公司北京石墨技術(shù)研究所技術(shù)發(fā)展部部長(zhǎng)李松力在中國(guó)發(fā)展石墨50人論壇和安德烈·德通石墨金秋茶會(huì)上致辭。他在講話中指出，這是我們?cè)诤娇昭b備上的總體應(yīng)用思路，根據(jù)飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和直升機(jī)的應(yīng)用和背景要求，通過對(duì)石墨烯改性技術(shù)的研究，對(duì)航空骨干材料和關(guān)鍵材料進(jìn)行了升級(jí)換代。

很榮幸能代表北京石墨烯技術(shù)研究所作報(bào)告。今天我看到許多專家是業(yè)內(nèi)頂尖的專家。我?guī)е鴮W(xué)習(xí)的態(tài)度來到這里。如果你不表達(dá)不恰當(dāng)?shù)氖虑?，?qǐng)批評(píng)和糾正它們。

報(bào)告分為以下幾部分。第一，背景。隨著航空裝備的快速發(fā)展，迫切需要航空材料的自主創(chuàng)新。然而，我國(guó)現(xiàn)有的傳統(tǒng)材料在輕脂肪、高溫、高強(qiáng)度、熱導(dǎo)率和導(dǎo)電率等方面均顯示出其潛力已達(dá)到極限，難以用現(xiàn)有的傳統(tǒng)方法進(jìn)一步改善材料，熱處理等性能已遇到瓶頸和極限。ED材料的改進(jìn)也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用成本和加工性能的下降，因此為了突破這一瓶頸，我們將引入石墨烯是一個(gè)重要的方向，因?yàn)樗哂幸幌盗袃?yōu)良的性能，我這里不介紹，我們?cè)诤罄m(xù)的應(yīng)用中是有益的。相應(yīng)的ch利用特征線來提高性能。

這就是我們?cè)诤娇赵O(shè)備上的總體應(yīng)用的想法。針對(duì)飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和直升機(jī)的應(yīng)用和背景要求，通過開展石墨烯改性技術(shù)研究，利用石墨烯的優(yōu)良特性，對(duì)航空主干材料和關(guān)鍵材料進(jìn)行升級(jí)改造。

第二部分介紹了石墨烯的研究進(jìn)展及其在北京石墨烯技術(shù)研究所的應(yīng)用，首先介紹了作為國(guó)家科技創(chuàng)新體系和國(guó)防創(chuàng)新體系重要組成部分的北京航空材料研究所。2017年，北京市政府和航空集團(tuán)投資10億元，將北京石墨烯技術(shù)研究院近十年來在石墨烯及其應(yīng)用領(lǐng)域投入的全部研發(fā)人員、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及相關(guān)儀器設(shè)備整合起來。北京石墨烯技術(shù)研究院有限公司成立，簡(jiǎn)稱北京石墨烯技術(shù)研究院，專業(yè)從事石墨烯的應(yīng)用技術(shù)，是北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心的主要運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)，建立了第一家大型石墨烯研究院。2007年我國(guó)蚜蟲應(yīng)用技術(shù)研究最終試驗(yàn)基地。目前有18個(gè)實(shí)驗(yàn)室。

整個(gè)研究過程始于2008年。先后有石墨烯納米線和石墨烯薄膜設(shè)備技術(shù)。隨后，石墨烯在非金屬材料中的應(yīng)用也取得了突破。其中一些已經(jīng)工業(yè)化了。這是一些實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備的現(xiàn)狀。

經(jīng)過近10年的研究，已開發(fā)出60多種新材料。其中一些已經(jīng)被改造了。此外，還包括了一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、發(fā)明專利、國(guó)防專利、科學(xué)論文等，這是石墨烯制備技術(shù)的研究方向，可能有兩個(gè)方向。今天許多專家都提到了男性石墨烯和女性石墨烯的應(yīng)用。左邊是男性石墨烯的應(yīng)用，右邊是女性石墨烯的應(yīng)用。

值得一提的是，我們自己的石墨烯技術(shù)也在隨著應(yīng)用的不斷發(fā)展，并進(jìn)行了相應(yīng)的研究。從實(shí)驗(yàn)室到工程到量產(chǎn)，我們還掌握了一些高質(zhì)量、低成本的制備技術(shù)，以及一些工業(yè)轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備，形成了完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。比較了石墨烯薄膜與石墨烯納米片的情況。

第三部分是主要進(jìn)展，是今天報(bào)告的主題。它是對(duì)航空裝備的應(yīng)用研究。也就是說，在我們的航空設(shè)備中，哪些零部件和裝置可以應(yīng)用于石墨烯。首先，先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料，由于發(fā)動(dòng)機(jī)材料是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其材料涉及金屬、非金屬、金屬，包括鎳基、鈦、非金屬，包括樹脂級(jí)復(fù)合材料，如W。如涂料、橡膠等。

現(xiàn)有的高溫材料，如剛開始引進(jìn)的材料，已經(jīng)遇到了瓶頸。采用先進(jìn)的合金化技術(shù)，很難進(jìn)一步提高高溫性能。石墨烯的加入可以有效地改善其高溫性能和乳化性能。羅羅專家多次來石墨烯技術(shù)研究所交換意見，雙方?jīng)Q定共同推進(jìn)下一步。開發(fā)替代航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料。除高溫合金外，還有軸承鋼，石墨烯還可以提高軸承鋼的耐磨性，以及作為高溫潤(rùn)滑涂層、橡膠件、分散石墨烯對(duì)耐震塊的改性，以及鈦合金的應(yīng)用，這些都是石墨烯，在其中有很好的性能改善和改性效果。

還有一些用于戰(zhàn)斗機(jī)的材料，如鈦合金，由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低，其導(dǎo)熱系數(shù)只有一位數(shù)，小于10，石墨烯的最佳導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到5300，因此在鈦合金中加入少量石墨烯可以大大提高鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)。提高其導(dǎo)熱系數(shù)，大大擴(kuò)展了其高溫領(lǐng)域。應(yīng)用中，由于鈦合金的強(qiáng)度可以，但目前由于門皮導(dǎo)熱系數(shù)差，如果我們現(xiàn)在添加石墨烯，它的導(dǎo)熱系數(shù)可以翻倍，大大擴(kuò)展了其在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。

此外，專家們剛剛提到了這種鋁合金材料。本文還針對(duì)航空用高比強(qiáng)度石墨烯改性鋁合金材料進(jìn)行了研究。左邊這張圖片是一張傳輸圖片。我們可以看到灰色絮狀物散布在體內(nèi)。在右邊，我們可以看到左右兩側(cè)都是鋁體，中間也可以看到?；疑鞘?，按其厚度在10層以內(nèi)，國(guó)際上公認(rèn)的10層以內(nèi)也叫石墨烯。除此之外，還可以看到界面結(jié)合比較好，沒有污染物，雜質(zhì)D。這種界面的老化，但金屬與石墨烯界面結(jié)合的機(jī)理也是一個(gè)值得探討的問題，目前還沒有定論?，F(xiàn)在，我們將定期與英國(guó)石墨烯研究所進(jìn)行交流訪問，我們將定期發(fā)送。我們的學(xué)生將在那里進(jìn)行來賓訪問，這是一項(xiàng)重要的機(jī)制研究。

此外，在5083鋁合金和7050鋁合金上，這些是航空中最常用的材料。它們都是在原有的基礎(chǔ)上添加石墨烯來改進(jìn)的。

另一部分是客機(jī)，主要針對(duì)電纜材料。通過對(duì)石墨烯的改性，可以提高現(xiàn)有材料的導(dǎo)電率，使其與電纜的強(qiáng)度相匹配，與傳統(tǒng)材料相比，可以減小電纜的直徑和數(shù)量。目前，我們還開發(fā)了航空導(dǎo)線用銅電纜和鋁電纜，具有良好的性能改善效果，為以后的重量減輕奠定了良好的技術(shù)儲(chǔ)備。此外，低密度材料，以及石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料，以及機(jī)艙絕緣材料，主要是橡膠，U型。使用石墨烯來提高抗撕裂性和抗沖擊性。另一種是裝甲材料。目前，列車上還有警帽和防彈衣。我們可以提高現(xiàn)有材料如陶瓷的韌性，如傳統(tǒng)的防彈玻璃，提高其韌性，大大降低其密度，以便我們可以在直升機(jī)上懸掛更多的裝甲材料。

此外，還有一些透明的裝甲材料，專家剛才提到石墨烯薄膜具有良好的韌性，所以我們?cè)诜缽棽Ａ现饘犹砑邮┍∧ぃ蟠筇岣吡怂膹椥?，還有軍用無(wú)人機(jī)（UAV），這就是分包裝材料的理念。在傳統(tǒng)電子次包裝材料中加入石墨烯，使其導(dǎo)熱系數(shù)提高20%。從原來的200到現(xiàn)在的240和250，芯片中的子組件的功率密度大大提高，使得安裝在未來戰(zhàn)斗機(jī)上的雷達(dá)探測(cè)距離更遠(yuǎn)，還包括一些瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。

最后，我們將介紹國(guó)際合作。左邊的照片剛剛出現(xiàn)。也就是說，從整個(gè)國(guó)家一級(jí)到我們集團(tuán)。右圖為我集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)曹建國(guó)董事長(zhǎng)，他在中國(guó)成立了石墨烯航天材料聯(lián)合研究中心，專門從事石墨烯航天材料的研發(fā)。這是在曼徹斯特大學(xué)的官方網(wǎng)站上報(bào)道的。石墨烯將誕生下一個(gè)。替代航空設(shè)備的開發(fā)。此外，康斯利教授的學(xué)生多次訪問石墨烯研究所進(jìn)行指導(dǎo)，他對(duì)石墨烯研究所的評(píng)價(jià)相對(duì)較高。此外，在2018年3月，它簽署了一個(gè)聯(lián)合研發(fā)中心。在代表中英兩國(guó)的材料工程技術(shù)方面，吸引了許多來自曼德拉的專家參觀研究所，主要是醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居等先進(jìn)材料，當(dāng)然石墨烯的發(fā)展離不開包括前國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)人的關(guān)注。還有一些軍事領(lǐng)導(dǎo)人。這張照片我要強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)2014年軍方領(lǐng)導(dǎo)人來到北京石墨技術(shù)研究所進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)我們已經(jīng)研究了一種防彈裝甲材料，他給中國(guó)的三個(gè)國(guó)家打了電話，要求他們做最好的抗彈性能，該單位進(jìn)行了pk，最終我們沒有沉重的開支。石墨烯防彈裝甲的構(gòu)造。這種裝甲材料實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。天津市軍用航空裝甲技術(shù)有限公司成立。專門為軍隊(duì)和警察提供防彈頭盔、防彈背心和透明裝甲材料。

剛才，工信部賽迪研究所肖主任提到石墨烯創(chuàng)新中心的能力建設(shè)是工信部的一項(xiàng)重要工作。我們已經(jīng)完成了石墨烯創(chuàng)新中心的招標(biāo)工作，正在申請(qǐng)成為國(guó)家石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心，最后誠(chéng)邀專家到北京石墨烯技術(shù)研究院指導(dǎo)。謝謝您

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