“打個比方說，鋁就是人的肉，陶就是長在里面的骨頭，給了材料強度。”研究團隊負責人、上海交大材料科學與工程學院教授王浩偉告訴澎湃新聞記者。
王浩偉團隊通過拉伸試驗機測試陶鋁新材料的靜態力學性能。上海交通大學 供圖
鋁里“摻”陶瓷的辦法說起來容易，實際做起來沒那么簡單。
王浩偉介紹，目前國際上傳統方法是先把陶瓷制成顆粒或纖維，然后用攪拌鑄造或粉末冶金的方法混入鋁合金中獲得鋁基復合材料，這種辦法能提高材料的強度和剛度，可是又會出現加工成形困難、強度及塑性差和性能不穩定等一系列問題，嚴重阻礙了這種材料的工程應用。
“既然用物理方法從外面往鋁里摻陶瓷的路走不通了，我們又想了另外一個辦法——‘無中生有’，讓陶瓷自己從鋁里‘長’出來，這樣兩種材料就能相容了，如果再搞成納米，就把陶瓷的屬性真正加到了鋁里面，生成了一種渾然一體的新材料。”王浩偉說，他們最終采用了“原位自生技術”，通過熔體控制自生，陶瓷顆粒的尺寸由外加法的幾十微米降低到納米級，突破了外加陶瓷鋁基復合材料塑性低、加工難等應用瓶頸。
這種納米陶瓷鋁合金重量輕，且具有高剛度、高強度、抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點，即使外來作用力‘泰山壓頂’，納米陶瓷鋁合金也能做到‘巋然不動’，可以稱得上是四兩‘扛’千斤了。
他介紹，該材料的研發到應用，歷經了30余年的漫長時間。從上世紀90年代，我國復合材料的創始人之一吳人潔教授最早提出采用“原位自生”方法算起，該材料的研制成功，凝聚了五代上交大材料人心血。
陶鋁新材料科研團隊合影。上海交通大學 供圖
“現在已經在軍工業得到了很多應用，下一步希望能在民用領域有更大范圍應用。”王浩偉說。
國產大飛機c919總設計師吳光輝表示，目前c919在擠壓型材等方面，很快就將應用上海交大新研制的這種陶鋁新材料，“主要是減重，比已有的金屬材料都要好。”
吳光輝表示，目前還在板材和鍛件方面進行中試，測試性能，如果可以未來將大面積使用，替代國外進口材料，實現材料的國產化。
王浩偉說，相比鈦合金和高溫合金，鋁合金3D打印后性能遠低于鍛件，納米陶瓷鋁合金3D打印構件可以達到鍛件的性能。
此外，在汽車領域，轉向節上的應用，已通過臺架試驗，內燃機活塞也即將量產。
中國復合材料學會副理事長、西北工業大學材料學教授成來飛高度評價該種材料的誕生，“在航空等領域，提供了全新的材料解決方案，在一些性能上甚至超越了鈦合金。”
8月4日，安徽省淮北市人民政府、上海交通大學、上海均瑤（集團）有限公司、安徽相邦復合材料有限公司簽署“四方協議”，依托上海交大材料科學與工程學院王浩偉教授團隊建設交大陶鋁新材料創新中心。
據新聞發布會介紹，該中心施行市場化運作，將助力該種陶鋁新材料，在航空和汽車等百億以上級別的產業領域得到應用。
相關新聞:記者從安徽淮北市人民政府獲悉，上海交通大學安徽陶鋁新材料研究院4日在淮北成立，上海交通大學超強納米陶鋁合金技術落地安徽，將在淮北投產，助力材料輕量化革命。
記者從上海交通大學了解到，項目依托的是上海交通大學材料科學與工程學院王浩偉教授團隊的鋁里“長”陶瓷技術——超強納米陶鋁合金。陶瓷硬但易碎，鋁輕但太軟，王浩偉教授團隊采用“原位自生技術”，通過熔體控制自生，讓納米級的陶瓷顆粒從鋁里“長出來”。
據悉，這樣生成的納米陶鋁合金同時具備了陶瓷的硬和鋁的輕，具有高剛度、高強度、抗疲勞、低膨脹、高阻尼、耐高溫等特點，即使外來作用力“泰山壓頂”，納米陶鋁合金也能做到“巋然不動”，有望帶動航空、汽車、高鐵領域步入更輕、更節能的新材料時代。
9月28日下午，淮北市推進中國陶鋁峰建設暨陶鋁新材料應用座談會在淮北礦業會議中心舉行。
中國科學院院士、新材料方面的泰斗級專家周堯和，上海交大電子信息與電氣工程學院黨委書記蘇躍增，上海交大材料科學與工程學院黨委書記單愛黨，上海交大教授、長江學者王浩偉，上海均瑤集團總裁王均豪，中國宋慶齡基金會事業發展中心常務副主任陳月仙；市領導黃曉武、戴啟遠、李明、方宗澤、沈光繼、諶偉、宰學明、朱浩東、顧文、孫勁飚、任東、李加玉等出席座談會。市委書記、市人大常委會主任黃曉武主持座談會。
