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城大與南理工合作成功研發尖端航空航天鈦鋁基介金屬單晶新材料

香港城市大學(城大)與南京理工大學(南理工)合作,成功研發出一種新型尖端材料,它有高強度和低密度的特性,可取代部分高密度雙相鎳基超合金,用於渦輪發動機的高溫葉片,是極佳的航空航天製造材料。
 
負責研究的大學傑出教授劉錦川教授聯同南理工陳光教授團隊,以嶄新技術及方法改良現有的鈦鋁合金材料,研發出創新的高性能介金屬材料——鈦鋁基介金屬合金(TiAl+Nb),適用於飛機渦輪引擎,能進一步提升其效能,並大大降低噪音及環境污染。
 
劉教授一直致力研發應用在介金屬方面的材料,目前與南理工合作,成功開發出鈦鋁基介金屬合金的單晶材科,在介金屬合金的製造方面邁出重要一步。新材料保持現有鈦鋁合金的低密度特性,但抗高溫表現大幅提升,能抵禦攝氏900度高溫。
 
飛機渦輪引擎在高溫高速轉動時,會造成大量能源耗損。劉教授說:「過去二十年來,材料界都無法以低價位成功製造出鈦鋁基介金屬單晶材料。我們理論與試驗雙管齊下,成功生產出它的單晶,這是材料研發方面的重大突破;希望這種介金屬單晶能在不久的將來生產成葉片,廣泛應用於航空航天的發動機上。」
 
鈦鋁基介金屬合金的單晶新材料的成功研發,備受學術界關注,在國際知名的《自然材料》期刊作封面文章,並獲得重點推介。
 
劉教授指出,現有的鈦鋁合金是一種輕質的金屬材料,然而其抵禦高溫程度有限,只能抵禦約攝氏700度的温度,故只能用在飛機渦輪引擎中的低溫葉片層,未能用在渦輪引擎中心高溫達攝氏1,000度的部分,有一定的局限。
 
他續稱,鈦鋁介金屬多晶材已較上世紀開發的鎳基超合金材料進步,使波音公司引擎重量減輕400磅、減少15%能源耗損,及降低50%噪音及廢氣排放。劉教授預期,若日後配合使用最新研發的鈦鋁介金屬單晶材料,可進一步減輕渦輪引擎的重量,從而減少能源耗損,改善環境污染,造福社會。
 

 
編輯注意:
 
檔案名稱:Photo 1
圖片說明:劉教授研發尖端航天材料。
 
 
新聞界查詢:城大傳訊及公關處羅翠欣(電話:3442 6819  9773 7664
 
 
 
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