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Leicht und beständig: Neue Legierung kann Bauweise von Flugzeugen revolutionieren

(German.china.org.cn)
Montag, 07. August 2017
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Ein von chinesischen Forschern entwickelter neuartiger Werkstoff auf der Basis von Nanotechnologie ist auf dem Wege, den Flugzeugbau zu revolutionieren und so der heimischen Luftfahrtindustrie Flügel zu verleihen.

Die Nanokeramik-Aluminium-Legierung, die von einem Forscherteam der School of Materials Science and Engineering der Shanghaier Jiao Tong Universität entwickelt wurde, ist leicht, hart, widerstandsfähig, hitzebeständig und dehnbar.

Anstelle der herkömmlichen Methode, bei der die Keramik-Aluminium-Legierung auf physikalische Weise hergestellt wird, haben die Shanghaier Wissenschaftler die Nanokeramikmoleküle durch ein neuartiges chemisches Verfahren mit dem Aluminium verbunden. Während des Prozesses können Größe, Gestalt und Verteilung der Moleküle kontrolliert werden.

Dies fördert Härte und Beständigkeit des neuen Materials. Zugleich bleibt die Herstellungsweise der Legierung unverändert, so Professor Wang Haowei, der Leiter des Projekts.

"Der Werkstoff aus einer Nanokeramik-Aluminium-Legierung kann dabei helfen, das Problem einer großflächigen Anwendung im Ingenieursbereich zu lösen," sagt Wang.

Die Wissenschaftler der Universität begannen mit der Grundlagenforschung in den frühen neunziger Jahren. Es folgten viele Jahre des Experimentierens, die schließlich zur Entwicklung des neuen Werkstoffes führten.

"Verglichen mit Titanium-Legierungen und Hochtemperatur-Legierungen ist die Leistungsfähigkeit von Aluminium-Legierungen in der Anwendung bei 3D-Drucktechniken deutlich geringer. Die 3D-Druckkomponenten aus Nanokeramik-Aluminium-Legierungen hingegen reichen an die Leistungsfähigkeit von Komponenten heran, die in Schmiedetechnik hergestellt werden," meint Wang.

Bislang kam das neue Material beim Bau der Raumlabors Tiangong-1 und Tiangong-2 sowie in der Satellitentechnik zum Einsatz. Verbaut wird es auch bei Schlüsselkomponenten für Verbrennungsmotoren, wodurch nicht nur das Gewicht reduziert wird, sondern auch Sicherheit und Energieersparnis erhöht und die Emissionen verringert werden.

Wang sagt, dass die Wissenschaftler ihre Zusammenarbeit mit dem Flugzeugbauer Commercial Aircraft Corp of China mit dem Ziel ausgebaut haben, die Anwendung des neuen Materials beim Bau großer Passagierflugzeuge zu fördern.

"Der Fortschritt in der Flugzeugentwicklung ist eng verbunden mit Materialverbesserungen, weswegen wir aufmerksam die Entwicklung und die Eigenschaften des neuen Materials beobachten," sagt Wu Guanghui, Vizepräsident von COMAC, dem Unternehmen, das die C919 entwickelt hat, dem ersten großen Passagierflugzeug aus heimischer Produktion.

Wu sagt, dass die Nanokeramik-Aluminium-Legierung noch immer erprobt wird. Man gehe aber davon aus, dass sie beim Bau des C919 verwendet werden wird und dort Komponenten ersetzt, die heute noch aus dem Ausland bezogen werden.

Ein neues Materialerprobungszentrum, das die industrielle Anwendung der Nanokeramik-Aluminium-Legierung vorantreiben soll, wurde letzte Woche an der Universität eingerichtet. Unterstützt von der Regierung Huaibeis (Provinz Anhui), der Shanghai Jiao Tong Universität, der Shanghai JuneYao Group und der Anhui Xiangbang Composite Material Co. hat Professor Wangs Team dabei die Federführung übernommen.

Bereits im Jahre 2013 hat die Huaibei Regierung nicht nur die Anhui Xiangbang Composite Material Co. gegründet, sondern auch eine Test- und Produktionsbasis mit einer jährlichen Kapazität von mehr als 1.000 metrischen Tonnen errichtet. Ziel ist die großflächige Anwendung des neuen Materials in der Luft- und Raumfahrttechnik sowie in der Automobilindustrie.

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