2018年7月，由國網電力科學研討院武漢南瑞有限義務公司(以下簡稱“武漢南瑞”)承當的《環保型輕量化線路用的高強碳納米管/鋁合金及應用》項目取得國度電網公司科技進步二等獎，該新資料產品的應用將有助于提升電網技術配備程度。
為強化電力新資料在電網建立中的根底和先導作用，國度電網公司2015年正式命名“輸變電用碳納米管改性鋁合金及應用技術科技攻關團隊”。經過持續的經費投入和技術攻關，該團隊依托武漢南瑞的資源和技術優勢，在納米改性鋁合金資料及其產品研發與消費方面獲得打破，構成范圍化消費才能：初次完成納米改性鋁合金產品在電網范疇的應用，推出了納米碳鋁合金金具產品。該項技術經過中國電機工程學會的技術審定，項目成果整體到達國際搶先程度。
創“新材”才有競爭力，武漢南瑞推出納米改性鋁合金產品!
“以鋁代鐵”
納米改性鋁合金順應電網建立需求
采用新資料、新工藝和新技術，探究提質增效與綠色開展的道路，是電網建立的開展方向。武漢南瑞大膽引進資料專業人才，組建陽邏新資料產業基地，構成湖北省電力新資料工程技術中心和國度電網公司電工新資料實驗室雙重平臺優勢，蓄力電力新資料開發與創新應用。
鐵和鋁是電網中除銅之外，運用量大的兩類金屬。與鐵資料相比，鋁資料比重輕，僅為鋼鐵資料的三分之一;耐腐蝕，其外表構成一層薄的鈍化膜阻止資料進一步氧化;弱磁性，降低了交變磁場下資料內部磁籌重復變化所帶來的能量損耗。
因而，在一些節能或輕量化的應用場所(如輸電線路)，具有顯著的性能優勢，但傳統工藝經過合金化手腕提升鋁材強度，大量合金元素的參加會招致綜合性能降落，機械性能普遍較低，無法滿足高強度應用場所(如金具)。為了開展高性能鋁合金，促進其對鋼鐵資料的替代，團隊決議將目的定位于碳納米管改性鋁合金型材。
碳納米管
是一種由石墨片卷繞而成的一維管狀資料，直徑僅有納米級別，在其微小的“身體”里蘊藏的可是大能量，將這些“小東西”融入電網常用的鋁合金資料中，好像混凝土中的鋼筋普通，使鋁合金的強度顯著提升，可在電力及相關范疇發揮大作用。正可謂是小身體、大作用。但是，納米資料的一大應用弊端是容易發作聚會，如何完成碳納米管在鋁基體中彌散散布是鋁合金資料勝利開發的關鍵。傳統主要采用粉末冶金工藝，經過機械球磨的方式將納米相和金屬粉末停止固—固混合，之后燒結成型，但這種辦法無法完成大尺寸，且資料的塑性較差。
為處理這一問題，武漢南瑞科技攻關團隊展開了大量研討工作。歷經4年的時間，數百次的實驗，經過不時優化成分配方、調整工藝參數，提出了碳納米管改性鋁合金熔煉制備工藝，攻克了碳納米管的分散、碳管外表包覆、碳管與鋁液的浸潤、碳管在熔交融金中的懸浮等技術難題。鍥而不舍，金石可鏤。正是團隊成員們持之以恒的努力，及面對波折與失敗時的恒心和毅力，才取得了電工新資料、新工藝的技術打破，為完成碳納米管改性鋁合金的批量消費打下堅實的根底。
“碳納米管改性鋁合金完成單產30噸”，武漢南瑞已勝利將碳納米管改性鋁合金技術用于工業消費，這其中閱歷了配方設計、實驗研討到中試放大的工藝過渡等方方面面。通紅的熔煉爐中翻騰著鋁液，“成分檢驗合格，能夠澆鑄”，流槽中的鋁液遲緩流入了卻晶器中，澆鑄好的碳納米管改性鋁合金坯錠等候下一步的廢品加工。
2018年7月，武漢南瑞技術人員夏兆輝正在操作真空熔煉爐，停止納米碳合金資料的熔煉。
“落地應用”
多年來的研發投入終于結出了果實，武漢南瑞率先推出了基于納米改性技術的第一代產品——納米碳合金金具，并經過了國度電網公司新技術新產品成果評價。
創“新材”才有競爭力，武漢南瑞推出納米改性鋁合金產品!
線路節能環保化是電網建立響應低碳經濟、美麗中國的一大舉措，其不只涵蓋了運轉線路的環保設計和長效節能，也表現在電力配備的環保制造和新技術應用程度等方面。
“我們依照相關規范對納米碳合金金具停止了能耗測試，以NW-07115型納米碳合金碗頭掛板為例，在經濟電流240安培下能耗降低3瓦左右，相當于線路上日夜亮著的無數個3瓦燈泡，被熄滅了。”項目擔任人在引見納米碳合金金具的節能優勢時形象地說道。
依據實驗結果，納米碳合金碗頭掛板在與耐張線夾配合運用時，相對鑄鐵金具該單元能耗降低了22%~24%。經過統計歷年來配網用鑄鐵金具的招標數據(僅含協議庫存)，配網金具的年需求量超越4億元，若采用節能型納米碳合金金具替代，以經濟電流密度185安培計算，每年節約電能超越16萬兆瓦時。
此外，綠色環保、輕量、美觀也是該系列金具的應用優勢。隨著國度環保政策的增強，鑄造行業的準入條件不時進步，原先小型的、低產能的鑄鐵廠被迫關停，招致鑄鐵原資料的價錢上漲。同時，熱鍍鋅工藝對環境污染宏大，粗陋的鍍鋅工藝廠房和肆意排放的污水，對操作工人和自然環境形成極大的危害。相比之下，納米碳合金金具無須停止熱鍍鋅處置，防止了對環境的污染，以實踐功效踐行國度電網公司“建立綠色電網、貢獻清潔能源”的企業任務。且其本體重量僅為同規格鑄鐵金具的30%~50%，規范毀壞載荷進步30%以上，可為線路運轉提供更穩定、長效的平安保證。
將來，武漢南瑞將一直堅持創“新材”才有競爭力的開展理念，深化展開新資料產品的研發與消費，深耕碳納米管改性鋁合金資料產品多元化應用市場，為國度建立綠色、環保、節能、高效的清潔能源電網作出應有的奉獻。
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