近日，來自重慶兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)明月湖的新型金屬材料與近凈成型技術(shù)團隊在950MPa級高強鈦合金箔材制備領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破，其開發(fā)的高溫高強合金“新品”填補了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品空白。

　　該技術(shù)團隊由西北工業(yè)大學(xué)重慶科創(chuàng)中心與重慶三航新材料技術(shù)研究院共同組建，團隊主持的市級重點科研項目“航空航天高溫金屬箔材研制及應(yīng)用”，突破高端金屬板箔材的高質(zhì)量制備與生產(chǎn)技術(shù)。接下來，團隊計劃在重慶三航新材料技術(shù)研究院進一步推進這項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程，以實現(xiàn)鈦合金板箔材的大規(guī)模生產(chǎn)。

　　高性能鈦合金板箔材不僅可應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，還可拓展至宇航電子設(shè)備的包覆材料、手機折疊屏以及氫燃料電池雙極板等多個領(lǐng)域。

　　01、航天飛行器

　　鈦合金板箔材在航天飛行器中的應(yīng)用非常廣泛，例如蜂窩板、夾層結(jié)構(gòu)板等，是輕質(zhì)、高強度且耐高溫的結(jié)構(gòu)件必備的材料。然而，隨著高超音速飛行器設(shè)計理念的提出和研發(fā)要求，對輕量化結(jié)構(gòu)和耐高溫的鈦合金板箔材的需求也相應(yīng)提高。傳統(tǒng)的TA2、TA3純鈦以及TA18、TC1合金板箔材已無法滿足在高溫高應(yīng)力環(huán)境下的使用需求，因此，開發(fā)更高強度、更薄厚度、更優(yōu)異的高溫性能鈦合金板箔材變得十分迫切。

　　TC4合金和Ti2AlNb合金分別可承受350~500℃和500~750℃的使用溫度，具有較高的強度和剛度、更優(yōu)良的耐熱性以及更好的抗腐蝕性和疲勞性能。使用高性能鈦合金板材可提高航天飛行器結(jié)構(gòu)件的比強度和耐熱性能，從而改善飛行器的綜合性能，并為新一代高超音速飛行器提供材料基礎(chǔ)保障。

　　02、手機折疊屏

　　為了追求產(chǎn)品的輕薄、輕便，同時確保足夠的強度，手機制造商選擇應(yīng)用更多的新材料，例如在軸蓋中加入鈦合金材質(zhì)。鈦合金重量輕、十分堅固，使用鈦合金制造的鉸鏈軸蓋比鋁合金材質(zhì)的強度高出150%，鉸鏈寬度減少27%，而且具有韌性，增強耐腐蝕性，為折疊屏手機提供更可靠的保護。

　　03、氫燃料電池雙極板

　　鈦及鈦合金密度低、比強度高且在酸性環(huán)境中耐蝕性優(yōu)異，在氫燃料電池雙極板中具有較高的應(yīng)用價值。

　　雙極板的材料主要分為三種類型，包括石墨雙極板、復(fù)合材料雙極板和金屬雙極板。其中，金屬雙極板具備薄厚度、熱導(dǎo)性優(yōu)異、高機械強度以及良好的氣體阻隔性等特性，有助于提高電池的功率密度。此外，金屬材料的加工技術(shù)較為成熟，可以通過沖壓、壓鑄和激光成形等方法制造高精度的復(fù)雜流場，易于實現(xiàn)極板的大規(guī)模生產(chǎn)。因此，金屬雙極板是氫燃料電池雙極板材料的主流選擇。

　　在金屬材料中，不銹鋼、鋁合金和鈦合金是常見的雙極板材料。其中鈦及鈦合金密度低、比強度高，在氫燃料電池中具有優(yōu)良的耐蝕性，可以明顯降低雙極板重量和體積，進而大大提高電池的質(zhì)量功率比和體積功率比。同時，鈦及鈦合金在使用過程中產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物對質(zhì)子交換膜和催化劑的毒性較低，這有助于提高電池的穩(wěn)定性和耐久性。