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近日,記者獲悉,歷經(jīng)五年的科學技術攻關,中國電力科學研究院有限公司科研人員研制出一種新型鋁單線——梯度微結構半硬鋁單線。在不降低半硬鋁導電性能的前提下,將半硬鋁單線的抗拉強度提高50%以上,突破了鋁線強度和導電性相互掣肘的技術“瓶頸”。相關科研成果分別發(fā)表在國際知名學術期刊《Scripta Materialia》和《Materials Science & Engineering A》上。
導線強度的提升有助于提高輸電線路的技術經(jīng)濟性,節(jié)約鐵塔鋼材用量,降低煉鋼產(chǎn)能的碳排放;導電性的提升有助于進一步降低線路電能損耗,降低發(fā)電燃煤的碳排放。架空導線用鋁導體強度的提升通常伴隨著導電性的降低。
梯度微結構金屬具有強度高且韌性好等優(yōu)點,在國內(nèi)外一直是金屬材料科學研究的熱點。中國電科院依托國家自然科學基金項目“高溫和高因變率耦合條件下多級微結構鋁導線的失穩(wěn)機制”,開展機理研究,首次把梯度微結構引入至半硬鋁單線中,通過自主研發(fā)的高低溫預扭轉試驗平臺,成功研制出多級梯度微結構半硬鋁單線。多級梯度微結構的半硬鋁單線實現(xiàn)了強度與導電性的協(xié)同提升,在保證半硬鋁單線導電率達到國際退火銅標準(IACS)導電率的62.5%的前提下,在國內(nèi)外首次突破了半硬鋁單線拉伸強度110兆帕大關,達到了160兆帕。
據(jù)了解,以檔距500米的500千伏角鋼直線塔為參考依據(jù),在輸電線路其他設計參數(shù)不變的前提下,鋁線強度若提高10%,弧垂可減少9%,鐵塔高度可降低1.3米,每基鐵塔節(jié)約鋼材6.5噸。據(jù)推算,在電力行業(yè),該新型鋁單線全面應用后每年可助力鐵塔鋼材節(jié)約650萬噸、煉鋼耗能減排二氧化碳1105萬噸。(科技日報 實習記者孫瑜)
