《新型铝合金材料研发及应用》

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“新型铝合金材料研发及应用”课题来源于中冠新材料科技有限公司长期市场调研,为该公司科研计划项目,由中冠新材料科技有限公司和河南工学院共同承担。该课题采用市场调研、理论分析、机械性能实验、计算机数值模拟、相似材料模拟及使用现场监测相结合的研究方法,利用中冠新材料科技有限公司雄厚的科研基础和先进的生产和试验设备。主要负责项目市场调研、材料配方研究、产品设计开发、产品生产试制、产品试验以及委托国家电线电缆质量监督检验中心和中国电力科学研究院对产品检测。河南工学院电缆工程专业拥有雄厚的高素质研究团队负责该项目础基性研究、协助市场调研、对科研人员培训、协助工艺技术文件编制等工作。该课题的主要内容包括:

1、新型铝合金材料配方研究通过大量的数据分析和试验,对新型铝合金材料的配方经过数十次的研究,最终定型,并申报专利十余项,其中一项关于新型铝合金材料配方及其制备方法的发明专利已经授权,有四项关于该产品应用方面的实用新型专利授权。

2、新型铝合金材料应用于产品的设计研究该项目开发的新型铝合金材料已经投入了实际应用,现已开发的铝合金架空绝缘电缆、铝合金低压电力电缆、铝合金中压电力电缆、铝合金被复线、核电站用低压电力电缆、核电站用控制电缆、一种阻燃型铝合金电缆、一种具有综合性能的铝合金电缆等多项铝合金电缆新产品投放市场。正处于研发阶段的有风能电缆、舰船用电缆、智能电缆、矿用电缆、光伏电缆等也都计划采用该新型铝合金材料。

3、新型铝合金材料提高导电率的研究通过在熔炼时在纯铝中加稀土等微量元素,主要表现在可以细化晶粒及枝晶,抑制铝合金中粗片铁相(T2相)出现,使原晶粒内分布的粗大块状消失,形成球状相,晶界处条状及碎片状化物明显减少。从而提高铝合金材料提高导电率。

4、新型铝合金材料提高其机械性能的研究材料的抗拉强度和断裂伸长率,通过在配方中添加稀土和硅等材料,调节铝材的机械性能,并且在铝合金材料制成的电缆导体退火阶段的退火温度和退火时间也非常大的影响铝合金制品的机械性能,该公司通过大量的试制和试验,得到了抗拉强度可达到141MPa,伸长率可达到37%的铝合金材料,大大优于纯铝材料,该材料的机械性能完全可以达到铜材的机械性能。

5、新型铝合金材料减小其蠕变的研究通过在熔炼时在纯铝溶液中加入铁元素材料能够提高纯铝的抗蠕变性能,该新型铝合金材料制成的电缆导体经过测试,蠕变可达到0.374%,大大低于纯铝的1.705%,蠕变性能的降低能很好的提高电缆的使用寿命,使用其寿命可以达到40年以上。

6、降低生产成本同样体积下,铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。按照该比例计算,在满足相同导电性能的前提下,相同重量铝合金电缆的长度是铜电缆的两倍。因此,相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆,可以减轻电缆重量,降低安装成本,减少设备和电缆的磨损,使安装工作更轻松。在满足同等电气性能的前提下,使用铝合金电缆的重量是铜芯电缆的一半,其截面是传统铜芯电缆的1.1~1.25倍,价格比传统的铜芯电缆低30%~55%。

依托该项目的专利包括:一种电缆用8030铝合金杆及其制备方法(ZL201410414331.X);一种核电站用低压电力电缆(ZL201320431326.0);一种核电站用控制电缆(ZL201320431494.X);一种具有综合性能的铝合金电缆(ZL201620260335.1);一种阻燃型铝合金电缆(ZL201420291322.1);发表的相关论文有电缆用高分子材料电性能的探讨、紧压扇形导体压辊孔型的最佳设计方案、Tb掺杂LaMno3材料的电输运与介电性能研究等8篇。产品顺利通过了国家电线电缆监督检验中心、中国电力科学研究院、机械工业电工材料及特种线缆产品质量监督检验中心等国内最权威的多家检测机构检测。

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