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2018

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聚焦丨鋁在新領域的應用及發(fā)展

導讀

經過多年的快速發(fā)展，我國已經成為全球最大的鋁材生產國和消費國，綜合實力明顯增強。在裝備方面，我國大型擠壓材、熱連軋、精軋等裝備已經達到世界領先水平。節(jié)能環(huán)保的熔煉鑄造設備得到推廣。大型交通運輸用鋁材為中國高鐵成為中國高端制造名片做出了重要貢獻，航空、汽車用鋁材開發(fā)取得積極進展。

據統(tǒng)計顯示，在我國現有的124個產業(yè)中，與鋁相關的產業(yè)有113個。“以鋁代鋼、以鋁節(jié)木、以鋁節(jié)銅、以鋁代塑”，獲得了廣泛的社會共識?？梢哉f，在鋁的全生命周期中，由于鋁的儲量非常豐富，并且具有優(yōu)良的性能決定了鋁在工業(yè)和生活中應用廣泛，大到航天航空、交通運輸，小到家用電器、鍋碗瓢盆，給許多行業(yè)帶來了巨大的社會環(huán)境效益，并得到了越來越廣泛的認同。

但是在一些新興應用領域，可能還需要我們繼續(xù)加大科研投入力度，轉變思想觀念、提高消費水平，以及成熟的技術和相關政策的引導和支持等多方面的努力配合才能得到逐步的推廣發(fā)展，其中包括但不限于下面這些應用潛力較大的傳統(tǒng)消費領域和具有顯著社會效益亟待推廣的新興產品應用領域。

1. 全鋁掛車

如果我國鋁制載重掛車的應用比例能夠達到發(fā)達國家的水平，預計可增加鋁消費700多萬噸。根據運輸貨物種類，掛車總數的75%-80%（罐式車、集裝箱車及其他種類掛車約占20%-25%）均可以是廂板式或倉欄式鋁合金掛車。

全鋁合金掛車的車廂、側防護、后防護、牽引座板、懸掛、鉸鏈、篷桿等上部結構全部用鋁合金材料制造，僅車廂重量可減輕3噸。整車重量比全鋼結構掛車減輕3.5噸。

這將對推進我國交通運輸領域節(jié)能減排和轉變增長方式具有重大的現實意義。

2. 鋁合金敞篷運煤車

鋁合金敞篷運煤車車體的其他結構，如底架、側門等都能應用到鋁。目前，我國鐵路貨運運力70%用于運煤，據早前資料顯示，我國煤炭與礦石運輸軌道車輛的鋁化率低于0.5%，與美國的28.5%相比差距甚遠。

3. 轎車高精鋁合金薄板

無論是商用車還是乘用車，車身是汽車中質量最大的部件。其中，轎車的車身約占整車質量的30%。如果轎車的四門兩蓋及翼子板全部采用鋁板，可減重約70公斤。鑒于我國是全球最大的汽車生產國，隨著國內生產技術和工藝的突破以及項目的陸續(xù)投產，其應用將出現快速增長，鋁消費潛力較大。

4. 鋁合金托盤

電池鋁托盤主要采用6系鋁型材，其良好的塑性和優(yōu)良的耐蝕性，特別是無應力腐蝕開裂傾向，焊接性能好，使得6系鋁型材極適于該項目應用。為保障產品質量，需要采用攪拌摩擦焊接等先進焊接技術，保障產品一體成型。鋁合金托盤在冷凍倉儲、立體倉庫的存放、醫(yī)藥行業(yè)、物流運輸、食品儲存、貨物防潮等領域都能應用。

據有關資料顯示，一棵成材大樹最多只能制造6個標準托盤。因此，大力推進鋁托盤的應用，對保護生態(tài)環(huán)境，節(jié)約自然資源也有著重大的意義。

5. 鋁合金防洪墻

鋁合金防洪墻由15cm厚的鋁合金壓制成長2m的口字型鋁梁，其擋水核心是讓水進入鋁梁內部以增加防洪擋板重量。這種防洪擋板一般可以用50-100年，甚至更長，這種裝配式防洪墻可用于建在混凝土結構地基的大壩或河堤上，安裝拆卸自由方便。按每米鋁合金防洪墻40公斤計算，則1公里長、2米高的防洪墻用鋁量約400噸。雖還不普及，卻值得推廣，其在基礎建設方面具有顯著社會效益。

6. 鋁合金橋梁

鋁合金材料應用于橋梁工程已有80多年的歷史，在國外應用相對成熟，早在1933年世界上首個鋁合金在橋梁上的應用是在美國匹茲堡斯菲爾德區(qū)一座跨河橋的鋁合金橋面板上。對于中國，鋁合金在橋梁方面的應用還比較有限，但近幾年在不斷發(fā)展，國內的第一座鋁合金結構的橋梁是2007年建造的杭州市慶春路人行天橋，主材為6082-T6鋁合金。中國鋁合金橋梁主要集中在人行天橋等承重較小的橋梁上，還有少量鋁合金面板的應用，可見在鋁合金橋的設計、制造與安裝方面與國外還有較大的差距。

鋁型材在橋梁上的應用，主結構件上的應用包括橋面板、縱梁、桁架等。其中，應用最為廣泛的是鋁橋面板。輔助結構件主要包括：在原有橋上增加的人行或者自行車通道結構件，橋欄桿、路標支架、路標牌、照明燈支撐桿等。

隨著中國大力發(fā)展高鐵建設，而中西部地區(qū)地形較為復雜，峽谷，河流眾多，在架設鐵路的過程中需要建設大量橋梁。另一方面由于城市化的建設發(fā)展，地鐵對于來自地上的壓力要求越來越嚴格，可見未來更多的鋁合金人行天橋和公路橋將會被設計使用。

7. 鋁合金建筑模板

鋁合金模板作為新型建筑模板，用于樓體的混凝土澆筑，其出現順應了建筑工廠化、規(guī)模化、標準化發(fā)展的趨勢。與木模板、鋼模板、塑料模板等其他傳統(tǒng)建筑模板相比，鋁合金模板優(yōu)勢體現在：重復使用次數多；平均使用成本低；施工周期短；現場施工環(huán)境安全、整潔；質輕，施工方便；低碳減排，節(jié)約木材的使用等。

在國內鋁合金模板用量不斷增長的同時，國內企業(yè)還向巴西、印度、委內瑞拉等國以及港澳地區(qū)供應鋁合金模板及模板用鋁型材，這也將拉動國內鋁材的消費。

8. 鋁空氣電池

鋁空氣電池具有較高的能量密度，在使用過程中可實現零排放、無污染，且易于回收，可用作動力電池、信號電池等，有廣闊的應用前景。

9. 鋁合金電纜

電線電纜產品種類包括電力電纜、電氣裝備線纜、繞組線、通信線纜、架空裸導線等。目前我國架空裸導線已全部使用鋁及鋁合金；電氣裝備線纜鋁及鋁合金使用很少；通信線纜的發(fā)展趨勢是以光纖作為傳輸導體；繞組線中已有部分小型電子變壓器采用鋁合金作為導體，但推廣潛力不大。因此，鋁在電線電纜中最具推廣潛力的是中低壓電力電纜。

我國銅資源匱乏，需大量進口，用我國已形成較強產業(yè)基礎的鋁資源，替代保障不足的銅資源，在一定程度上可降低我國銅資源對外依存度，增強資源保障能力。

10. 銅鋁復合導體

銅包鋁復合導體由鋁芯和銅包覆層組成，用鋁代替導體中間部分的銅，通過擴大導體截面積彌補對導電率的影響，從而達到相同導電性能。因此，兼具銅的導電性能優(yōu)異、耐腐蝕性能好以及鋁的成本低、重量輕等優(yōu)點，是一類高性能的復合導體。

11. 全鋁家具

由于建筑、裝飾裝修、家具造成的室內空氣污染已成為危害人類健康的“隱形殺手”。在當下一個個性化、多元化發(fā)展的時代，家裝定制越來越受歡迎，隨著技術的發(fā)展，全鋁家具也不斷出現在我們視野。它是全鋁合金制作的，衣柜的柜身、層板全部是鋁合金。自然真正實現零甲醛，零污染，健康環(huán)保，可循環(huán)利用，擁有超高回收價值，即使遺棄，仍能收回1/3成本，美觀耐用。