聚焦科博会丨从航天材料到耳机音膜 “小金属” 能否做成大产业

2021-09-09 21:03:08来源:四川在线编辑:王博尔

四川在线记者 祖明远 绵阳观察 郭超英

9月9日,作为第九届中国(绵阳)科技城国际科技博览会的活动之一,以“技术创新·赋能新材料”为主题的新材料产业发展高峰论坛召开,吸引了来自科研院所、高校、企业的院士、知名专家、学者等100余位嘉宾参加本次论坛,其中包括8位院士。

这场论坛主要关注铍(pi,第二声)。铍的大众知名度不算高,嘉宾的发言也集中于这种稀有金属材料的采选、冶炼、制造等领域。值得注意的是,在嘉宾中出现了江油市政府主要领导的身影,还在论坛上做了江油产业推介。到底铍材料这种“小金属”有何吸引力,又蕴藏着何种产业发展机遇?

铍材料 应用前景越来越广

“氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖……”这是初中化学课上学过的元素周期表的开头,其中许多元素经常被提及,铍可能是第一句五种元素中对公众比较陌生的。

但这种稀有金属,却在很多领域有着不可替代的作用。铍材料是我国高强轻型材料体系中不可或缺的战略性高端金属结构材料,也是国家战略资源利用和储备的重要研究对象。

因其具有良好的核性能、热学性能、光学性能及轻质高强等特性,铍材料在航空航天等领域有难以替代的作用,铍材料在航空航天等领域有难以替代的作用,特别是在高速旋转时不易变形,在高端惯性导航系统里有不可替代的作用。

这一点也得到应用领域专家的认可。在论坛上,中国空间技术研究院总设计师、天问一号火星探测器系统总设计师孙泽洲远程连线,对空间反射镜领域铍材料的应用前景进行展望。

如果将遥感卫星比作“千里眼”,那么空间反射镜就相当于“眼球”。太空中热环境很严酷,要求材料有很好的尺寸稳定性;同时发射过程的振动环境,对材料的抗形变能力也有较高要求。铍材料在这两方面都有较好的表现。铍还有轻量的优点。如果在太空中调整反射镜,其材质越轻越好。“相比碳化硅等材料,铍材料的密度较低,还可以进行轻量化加工,一般可以减重65%以上,因此是卫星光学遥感器扫描镜重要的应用材料。”孙泽洲说。

但铍材料储量不大,一公斤铍材料价格为数万元,以及加工难度较大、加工周期较长的特点,也限制了铍材料的应用。

当天出席论坛的,几乎吸引了国内铍材料研发领域的主要机构。在交流中,中国工程物理研究院材料研究所带来的铍铝合金,吸引了嘉宾们的注意。

铍铝合金,相比铍材料的售价、加工难度都有所降低,同时基本拥有铍的大部分优点,因此铍铝合金拥有更广阔的应用空间。“特别是在航空航天领域,因为比钛合金更轻,可以一定程度上替代铝合金、钛合金。”该所相关技术负责人说。

产业化 蕴藏很多发展机遇

铍材料,特别是铍铝合金的产业化前景,也吸引了外界的关注,特别是在合金材料领域有较好基础的江油市。

据江油市政府主要负责人介绍,江油市大力支持并积极参与和中国工程物理研究院材料研究所的合作,从各个方面全力保障产业园区建设,园区项目建设中就包括铍材料的研发与加工板块。

“该领域目前还处在起步阶段,但铍材料的材料特写决定了其产业机遇比较多。”上述技术负责人说。

据介绍,在日常生活中,铍材料也有应用,例如,因为铍的X光透过率非常高,可以应用于高端X光机的窗口。在高端的耳机、音响产品上,铍材料制作的音膜也有较好的表现。但受限于铍材料的高售价,上述应用都比较小众。

相比铍材料,铍铝合金加工难度大幅降低,可以用普通机床进行加工,加工周期、加工费用也将有所削减,这将有利于拓展铍铝合金的应用前景,随着铍铝合金的产业化,有望在更多民用产品中看到铍铝合金的身影。

正是看好该产业前景,江油市与材料研究所双方共同努力正在加快该产业园区建设。为推动相关科研成果的应用转化,双方加强了对接联系,建立了常态化的沟通联络机制,预计该园区将于2024年建成,其中,铍及铍铝合金生产线预计将于今年年底建成。

图片作者为郭超英

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