國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司科研團隊承擔國家項目“環保型輕量化線路用的高強碳納米管/鋁合金及應用”，在納米改性鋁合金材料及其產品研發與生產方面取得突破，形成規模化生產能力。

該成果首次實現納米改性鋁合金產品在電網領域的應用，推出了納米碳合金金具產品。該項技術經過中國電機工程學會的技術鑒定，項目成果整體達到國際領先水平。今年7月，該項目獲得國家電網公司科技進步二等獎。

納米材料的一大應用弊端是容易發生團聚，如何實現碳納米管在鋁基體中彌散分布是鋁合金材料成功開發的關鍵。傳統主要采用粉末冶金工藝，通過機械球磨的方式將納米相和金屬粉末進行固—固混合，之后燒結成型，但這種方法無法實現大尺寸，且材料的塑性較差。為解決這一問題，武漢南瑞科技攻關團隊開展了大量研究工作。歷經4年的時間，數百次的試驗，通過不斷優化成分配方、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、碳管表面包覆、碳管與鋁液的浸潤、碳管在熔融合金中的懸浮等技術難題。

2018年7月，武漢南瑞技術人員操作真空熔煉爐進行納米碳合金材料的熔煉

根據能耗試驗結果，納米碳合金碗頭掛板在與耐張線夾配合使用時，相對鑄鐵金具該單元能耗降低了22%-24%。通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過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，每年節約電能超過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。隨著國家環保政策的加強，鑄造行業的準入條件不斷提高，原先小型的、低產能的鑄鐵廠被迫關停，導致鑄鐵原材料的價格上漲。同時，熱鍍鋅工藝對環境污染巨大，簡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造成極大的危害。相比之下，納米碳合金金具無須進行熱鍍鋅處理，避免了對環境的污染，以實際效用踐行國家電網公司“建設綠色電網、奉獻清潔能源”的企業使命。且其本體重量僅為同規格鑄鐵金具的30%-50%，標準破壞載荷提高30%以上，可為線路運行提供更穩定、長效的安全保障。不僅如此，輕質高強的納米改性鋁合金材料可在各類場合進行深化應用，如鋁合金變壓器、鋁合金避雷器、輕量化鋁合金車身等，在新能源汽車等領域也展現出巨大的應用空間。

據悉，目前碳納米管改性鋁合金實現單產30噸，武漢南瑞已成功將碳納米管改性鋁合金技術用于工業生產。基于碳納米管改性鋁合金技術的鋁合金避雷器已在襄陽絕緣子廠投產，年產超過2萬套。

來源：中國電力報