碳纳米管改性铝合金,简称CNT/Al复合材料,是指以铝合金为基体、以碳纳米管(CNTs)为增强相,通过特定的制备工艺将碳纳米管均匀分散于铝合金基体中从而形成的一类金属基复合材料。
碳纳米管具有超高强度(最高可达约100GPa)、超高弹性模量(约1TPa)、近乎为零的热膨胀性以及低密度(理论密度约2.1g/cm3)等特点,是发展高性能铝基复合材料的理想增强体。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年全球及中国碳纳米管改性铝合金行业研究及十五五规划分析报告》显示,碳纳米管改性铝合金在力学性能、热学性能和电学性能上较传统铝合金均有显著提升。在力学性能方面,碳纳米管的加入可显著提高铝合金的屈服强度、抗拉强度和弹性模量。在热学性能方面,碳纳米管的高导热特性赋予复合材料优良的导热能力。在电学性能方面,碳纳米管的高导电性可改善铝合金的导电性能。此外,碳纳米管改性铝合金还兼具轻质、易加工、耐腐蚀性强等特性。
碳纳米管改性铝合金的应用领域主要集中在航空航天、军工装备、汽车轻量化、电力传输、消费电子、机器人、无人机等高端制造领域。航空航天与军工装备是碳纳米管改性铝合金最核心的应用方向,该材料为代表性新型轻量化结构材料。汽车轻量化方面,碳纳米管改性铝合金可用于制造汽车零部件,在保证强度的同时实现减重。在电力传输领域,采用碳纳米管改性铝合金研制的高强铝合金芯铝绞线,较同等外径钢芯铝绞线相比能够降低电阻、减少线路损耗,并减轻重量。
我国碳纳米管改性铝合金研究与应用不断深入。上海交通大学、上海机电工程研究所开发了可工程化的叠片粉末冶金与元素合金化相结合的基元组装制备技术,成功制备出大尺寸CNT/2A12Al复合材料。上海交通大学金属基复合材料全国重点实验室是全球最早将碳纳米管和石墨烯加入铝合金的实验室,该实验室成功将材料用于长征十二号运载火箭。
新思界
行业分析人士表示,2025年3月,丝绸之路经济带创新驱动发展试验区、乌昌石国家自主创新示范区科技发展计划院士项目“铝合金纳米复合技术及其产业化应用”在乌鲁木齐高新区(新市区)启动,参与单位包括中俄联创能源材料实验室、西比里新材料(新疆)有限公司、上海交通大学、新疆源盛科技发展有限公司等。这将进一步推动我国碳纳米管改性铝合金行业技术发展。
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