作者：合肥物质科学研究院
出自：中国科学院网

 

     近日，中国科学院固体物理所韩福生研究小组经过两年的攻关之后，在超轻型泡沫铝的制备研究方面取得重大突破。科技人员通过对渗流工艺的改进及后处理方法的探索，基本掌握了国际上最先进的石膏型渗流技术，能稳定地制备出密度小于0.2g/cm3以下(设计要求为≤0.3g/cm3)开孔型泡沫铝，其结构均匀性达到美国DUOCEL泡沫铝的同等水平。另外，研究小组在超塑性金属材料的研究方面也取得了可喜的进展，已经获得了常温下延伸率达160%左右的合金，超出设计指标一倍多。

    固体物理研究所是我国最早开展超轻金属多孔材料研究的单位之一。通过多年的探索，在各种制备工艺、不同基体材料、结构和性能等研究方面均形成了自己的特色，取得了一批具有国际水平的创新成果。“九五”以来，研究所承担多项与超轻金属多孔材料相关的国家自然科学基金项目、中科院知识创新工程以及与其它科研单位、企业的合作项目，其相关产品已出口到德国和澳大利亚。该所相关研究成果获得国家发明专利2项，申请国家发明专利2项、实用新型专利1项，在国内外主要学术刊物上发表相关学术论文40余篇。

    固体所的该项研究成果，为尽早提供满足我国航天需求的功能材料迈出了关键的一步。目前，科技人员正克服困难，全力以赴，继续攻克大尺寸泡沫铝材料的制备及结构一致性控制技术和提高超塑性金属材料的强度两大难题，为早日向国家交上一份圆满的答卷而不懈努力。

    中国科学院固体物理所韩福生研究小组通过为期两年的攻关，近日在超轻型泡沫铝的制备研究方面取得重大突破。他们通过对渗流工艺的改进及后处理方法的探索，基本掌握了国际上最先进的石膏型渗流技术，能稳定地制备出密度小于0.2g/cm3以下(设计要求为≤0.3g/cm3)开孔型泡沫铝，其结构均匀性达到美国DUOCEL泡沫铝的同等水平。另外，在超塑性金属材料的研究方面也已经获得了常温下延伸率达160%左右的合金，超出设计指标一倍多。该成果为尽早提供满足我国航天需求的功能材料迈出了关键的一步。

    中国科学院固体物理研究所是我国最早开展超轻金属多孔材料研究的单位之一。通过多年的探索，在各种制备工艺(直接发泡、渗流和粉末烧结等)、不同基体材料(Mg基、Al基、非晶基、形状记忆合金基等)、结构和性能(准静态和动态力学行为、吸波、阻尼等)等研究方面均形成了自己的特色，取得了一批具有国际水平的创新成果。“九五”以来，承担多项与超轻金属多孔材料相关的国家自然科学基金项目、中科院知识创新工程以及与其它科研单位、企业的合作项目，其相关产品已出口到德国和澳大利亚。相关研究成果获得国家发明专利2项，申请国家发明专利2项、实用新型专利1项，在国内外主要学术刊物上发表相关学术论文40余篇。

    近年来，我国航空航天事业的发展令人瞩目。在取得应用卫星和载人航天成功之后，中国航天科技事业的下一个重大目标是探月工程。为保证携带摄像机和多种探测仪器的月球车在月球上安全着陆，防止冲击可能造成的破坏，月球车软着陆器的支架上将采取两级缓冲保险，其一是采用泡沫铝制作缓冲垫，利用低密泡沫铝所具有的宽压缩平台吸收冲击能；另一级拟采用超塑性缓冲器，利用金属超塑性形变吸收冲击能。由于运载工具对软着陆器质量的限制以及对缓冲安全性的要求，该设计对相关泡沫铝及超塑性金属材料的要求极为严格，我国相关设计部门已在国内进行了广泛调研、咨询和试验，但尚未找到理想的材料。

    随着各类科学卫星、载人飞船及空间站等系列航天器和深空探测技术在我国和经济发达国家的迅猛发展，对未来航天器长寿命、轻质量、高可靠等方面提出了更高的要求，因此，发展超轻质金属材料及结构已成各国政府的共识。美、日、俄、法等发达国家都投入大量资金，用来支持相关的研究。据报道，国外在空间探测器着陆系统及卫星承载结构中正在考虑应铝，以替代目前正在使用的可能对环境构成危害的材料。