9月9日，江西南昌。由中國企業(yè)聯(lián)合會、中國企業(yè)家協(xié)會主辦，為期兩天的“2017中國500強企業(yè)高峰論壇”召開。來自北京科技大學粉末冶金與先進陶瓷研究所的中國科學院院士葛昌純出席并演講。在輕量化技術方面，他建議發(fā)展粉末合金，重點研究氮化硅和碳化硅。

粉末冶金

    葛昌純介紹稱，粉末冶金是輕量化工藝，節(jié)省材料、節(jié)省加工工藝。“先進的粉末冶金材料可以大大提高強度和韌性，可以減輕重量，可以使性能提高”。他舉例稱，現(xiàn)在飛機的發(fā)動機、渦輪盤全部是用的粉末合金渦輪盤，因為性能好，強度高，能減少重量。

    葛昌純建議發(fā)力發(fā)展粉末合金鋼，“比如石油管道假如用粉末的耐腐蝕鋼和不銹鋼可以大大增加合金元素，提高耐腐蝕水平，可以使石油管做得比較薄，但是強度、耐腐蝕性更好”，“汽車上絕大部分的連桿等都是用粉末冶金的方法做的，過去用傳統(tǒng)的釉面，材料利用率低，可能50%不到，機加工又大，用了粉末鍛造后，鍛出來就是一個個連桿，材料利用率可以達到90%以上，而且表面疲勞性能更好，性能的提高也可以輕量化。所以粉末冶金本身就是輕量化的技術”。

先進陶瓷.

    至于“先進陶瓷”，葛昌純表示，同樣是輕量化技術，“現(xiàn)在我們重點研究氮化硅和碳化硅，比如說過去用鋼，密度是7.8，用了氮化硅、碳化硅，密度減少了3.2，性能還好。現(xiàn)在火箭上、航天上用的軸承，所有軸承已經(jīng)換成陶瓷軸承了，一個是輕，一個是摩擦系數(shù)低，而且不用輪滑油、轉(zhuǎn)速還特別高”。

輕量化結構設計的必要性.

    航空航天飛行器在超高溫、超低溫、高真空、高影立、強腐蝕等極端條件下工作，除了依靠具有優(yōu)異特性和功能材料之外，還有賴于優(yōu)化的結構設計。在材料研究難度日益增大的情況下，結構優(yōu)化成為一種性價比極高的方向，特別在3D打印這種新的加工工藝日漸成熟和普及的清，對優(yōu)化后結構的實現(xiàn)和工業(yè)化，有極大的促進作用。由此可見，航空航天產(chǎn)品結構優(yōu)化設計在航空航天發(fā)展中極其重要的地位和作用。“這就是減輕結構所得的經(jīng)濟效益相對值，每減一公斤所得經(jīng)濟效益與飛機速度的關系”，葛昌純表示。

    在他看來，新世紀以來，先進制造技術的發(fā)展，極大地促進了我國航空航天技術與高端裝備的進步，其中以增材制造就是3D打印為代表的整體結構構型制造工藝正成為實現(xiàn)下一代航空航天飛行其結構系統(tǒng)輕量化、高性能和多功能研制的有力保障，也極大地促進了結構整體構型設計理論與方法的發(fā)展。“在飛行器結構的研制過程中，結構的整體構型使結構主承力框架、次承力件和設備安裝支架等，承載環(huán)節(jié)實現(xiàn)整體化構造、一體化布局和緊湊型、輕量化構型設計，可大限度地減少結構的工藝分離面”，葛昌純稱。