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團隊在950MPa級高強鈦合金箔材制備領域取得重大技術突破，其開發(fā)的高溫高強合金“新品”填補了國內相關產品空白。

　　該技術團隊由西北工業(yè)大學重慶科創(chuàng)中心與重慶三航新材料技術研究院共同組建，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用”，突破高端金屬板箔材的高質量制備與生產技術。接下來，團隊計劃在重慶三航新材料技術研究院進一步推進這項技術的產業(yè)化進程，以實現(xiàn)鈦合金板箔材的大規(guī)模生產。

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

　　01、航天飛行器

　　鈦合金板箔材在航天飛行器中的應用非常廣泛，例如蜂窩板、夾層結構板等，是輕質、高強度且耐高溫的結構件必備的材料。然而，隨著高超音速飛行器設計理念的提出和研發(fā)要求，對輕量化結構和耐高溫的鈦合金板箔材的需求也相應提高。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構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保障。

　　02、手機折疊屏

　　為了追求產品的輕薄、輕便，同時確保足夠的強度，手機制造商選擇應用更多的新材料，例如在軸蓋中加入鈦合金材質。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雜流場，易于實現(xiàn)極板的大規(guī)模生產。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量功率比和體積功率比。同時，鈦及鈦合金在使用過程中產生的腐蝕產物對質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。