Giúp các nước lớn phát triển——Nghiên cứu hợp kim titan

Trung tâm Đổi mới Khoa học và Công nghệ Trùng Khánh của Đại học Bách khoa Tây Bắc nằm bên bờ hồ Mingyue và được chính thức khánh thành vào tháng 4 năm 2021. Hiện tại, một nhóm nghiên cứu khoa học gồm gần 300 người đang đóng quân để tiến hành nghiên cứu khoa học về vật liệu hợp kim titan cho các ứng dụng hàng không vũ trụ. .
Giáo sư Li Jinshan đồng thời là Trưởng khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu của Đại học Bách khoa Tây Bắc, đồng thời là nhà khoa học trưởng và giám đốc điều hành của Trung tâm Đổi mới Khoa học và Công nghệ Trùng Khánh của Đại học Bách khoa Tây Bắc. Anh thường xuyên phải chạy và tấn công cả hai đầu, có thể nói lịch trình của anh rất dày đặc. Là chuyên gia hàng đầu của đất nước tôi trong lĩnh vực vật liệu hợp kim titan, lĩnh vực nghiên cứu của ông có liên quan mật thiết đến “vũ khí vĩ đại và quan trọng” của đất nước tôi.
Li Jinshan cho biết, ví dụ, màng ngăn bằng hợp kim titan này được chế tạo cho tên lửa. Trên tên lửa, vệ tinh hay một số loại vũ khí, nếu dùng cao su để bịt kín thì nhiệt độ quá thấp và dễ bị lão hóa nên mới chế tạo được loại chất đàn hồi này. Hộp màng kim loại có hiệu suất bịt kín tốt hơn. Một ví dụ khác là đinh tán xoắn ốc. Một chiếc máy bay có thể có hàng chục nghìn đinh tán xoắn ốc, có thể chiếm hơn 5% tổng trọng lượng của máy bay. Ban đầu được chế tạo từ thép kết cấu hợp kim, sau này được đổi thành titan để tiết kiệm trọng lượng.
Ưu điểm của hợp kim titan so với vật liệu truyền thống là gì? Các ứng dụng chính là gì?
Li Jinshan: Đây là vật liệu có độ bền riêng và độ cứng riêng lớn nhất trong số 89 vật liệu kim loại. Vì vậy, nó ra đời như một ngành hàng không vũ trụ. Là một kim loại vũ trụ, nó có triển vọng lớn trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Thứ hai, nó có tiềm năng rất lớn trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Nó có khả năng chống ăn mòn nên hợp kim titan cũng được sử dụng làm van đường ống trên tàu. Loại hợp kim titan thứ ba có khả năng tương thích sinh học đặc biệt. Nó cũng được sử dụng làm vật liệu sinh học và có nhiều ứng dụng trong cơ thể con người. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của hợp kim titan là dễ phản ứng, quy trình sản xuất rất phức tạp và đòi hỏi thiết bị và công nghệ cao.
Hiện tại, trình độ năng lực của nhóm chúng tôi trong sản xuất hợp kim titan và R&D trong và ngoài nước là bao nhiêu?
Li Jinshan: Nhóm nghiên cứu khoa học của chúng tôi tại Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Tây Bắc, đã đi đầu trong nghiên cứu và đi đầu cả nước kể từ khi sử dụng hợp kim titan ở nước tôi.
Bạn nghĩ tầm quan trọng của những đột phá công nghệ của chúng ta trong lĩnh vực này là gì?
Li Jinshan: Trước năm 2000, ngành hàng không vũ trụ nước tôi rất lạc hậu. Cốt lõi là thiếu vật liệu tiên tiến. Trước đây, chúng ta phải dựa vào nhập khẩu từ nước ngoài để sử dụng hợp kim titan. Vào những thời điểm quan trọng, họ sẽ cắt hoặc từ chối cung cấp hợp kim titan cho chúng tôi. Vâng, kể từ năm 2000, với sự đầu tư của nước ta vào ngành công nghiệp quốc phòng, đặc biệt là lĩnh vực vật liệu, chúng ta đã có sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực hợp kim titan. Vào thời điểm đó chúng tôi chỉ chiếm 1% thị phần thế giới. Sau 20 năm phát triển, sự phát triển của Trung Quốc, quốc gia đứng đầu thế giới và là nước sản xuất titan lớn, đã giúp ngành sản xuất của chúng ta, đặc biệt là ngành sản xuất quân sự và trình độ thiết bị phát triển nhảy vọt, bởi vì số lượng titan được sử dụng có thể đo lường chất lượng của hợp kim titan. Một biểu tượng quan trọng cho sự tiến bộ của máy bay.
Li Jinshan: Phòng thí nghiệm hóa rắn trọng điểm quốc gia này chủ yếu được thiết kế xoay quanh một số thành phần đúc chính và quan trọng của hợp kim titan hoặc hợp kim nhiệt độ cao hoặc hợp kim nhôm và hợp kim magiê trong thiết bị hàng không vũ trụ quy mô lớn của nước tôi. Nó giả định nhiều nút thắt quan trọng của đất nước.