国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司科研团队承担国家项目“环保型轻量化线路用的高强碳纳米管/铝合金及应用”，在纳米改性铝合金材料及其产品研发与生产方面取得突破，形成规模化生产能力。

    该成果首次实现纳米改性铝合金产品在电网领域的应用，推出了纳米碳合金金具产品。该项技术经过中国电机工程学会的技术鉴定，项目成果整体达到国际领先水平。今年7月，该项目获得国家电网公司科技进步二等奖。

    纳米材料的一大应用弊端是容易发生团聚，如何实现碳纳米管在铝基体中弥散分布是铝合金材料成功开发的关键。传统主要采用粉末冶金工艺，通过机械球磨的方式将纳米相和金属粉末进行固—固混合，之后烧结成型，但这种方法无法实现大尺寸，且材料的塑性较差。为解决这一问题，武汉南瑞科技攻关团队开展了大量研究工作。历经4年的时间，数百次的试验，通过不断优化成分配方、调整工艺参数，提出了碳纳米管改性铝合金熔炼制备工艺，攻克了碳纳米管的分散、碳管表面包覆、碳管与铝液的浸润、碳管在熔融合金中的悬浮等技术难题。

2018年7月，武汉南瑞技术人员操作真空熔炼炉进行纳米碳合金材料的熔炼。

    根据能耗试验结果，纳米碳合金碗头挂板在与耐张线夹配合使用时，相对铸铁金具该单元能耗降低了22%-24%。通过统计历年来配网用铸铁金具的招标数据（仅含协议库存），配网金具的年需求量超过4亿元，若采用节能型纳米碳合金金具替代，以经济电流密度185安培计算，每年节约电能超过16万兆瓦时。

    此外，绿色环保、轻量、美观也是该系列金具的应用优势。随着国家环保政策的加强，铸造行业的准入条件不断提高，原先小型的、低产能的铸铁厂被迫关 停，导致铸铁原材料的价格上涨。同时，热镀锌工艺对环境污染巨大，简陋的镀锌工艺厂房和肆意排放的污水，对操作工人和自然环境造成极大的危害。相比之下，纳米碳合金金具无须进行热镀锌处理，避免了对环境的污染，以实际效用践行国家电网公司”建设绿色电网、奉献清洁能源“的企业使命。且其本体重量仅为同规格铸铁金具的30%-50%，标准破坏载荷提高30%以上，可为线路运行提供更稳定、长效的安全保障。不仅如此，轻质高强的纳米改性铝合金材料可在各类场合进行深化应用，如铝合金变压器、铝合金避雷器、轻量化铝合金车身等，在新能源汽车等领域也展现出巨大的应用空间。

    据悉，目前碳纳米管改性铝合金实现单产30吨，武汉南瑞已成功将碳纳米管改性铝合金技术用于工业生产。基于碳纳米管改性铝合金技术的铝合金避雷器已在襄阳绝缘子厂投产，年产超过2万套。

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责任编辑：殷鹏飞

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