中国“导线”助力高铁联通世界

记者刘万胜(音译)马坤记者1月8日报道，大连理工大学机械工程与材料能源系李廷举教授团队与企业合作开发的铬锆铜合金接触线制备技术在京沪高速铁路上的运行速度为486.1公里/小时，相当于2010年最先进的波音飞机的起飞速度。这是有史以来最高的速度，创下了高速铁路试运营的新世界纪录。

列车通过接触网获得电力，以获得高速前进动力。悬链线，也就是我们看到的悬挂在火车上方5米以上的电线。但事实上，这些电线并不像看起来那么常见。高速铁路系统对接触网导线的性能有极高的要求。它必须具有高强度和高导电性，以及承载大电流、耐高温、抗氧化和耐腐蚀的能力。列车运行时，受电弓将以每秒近100米的惊人速度掠过接触网，即使受电过程中断片刻，列车速度也会立即下降。特别是当列车速度接近每小时300公里时，悬链线是决定列车能否连续高速运行的关键因素之一。只有当悬链线高度平滑且具有良好的导电性时，列车才能获得持续的强大动力以达到更高的速度。然而，在金属材料科学中，强度和导电性恰恰是一对矛盾。金属强度越高，导电性越差。相反，电导率越高，强度越差。因此，寻找高强度、高导电率的接触网导线被业界视为高速铁路牵引供电核心技术的“皇冠上的明珠”。

李廷举教授带领团队成功开发出高强度、高导电率的铬锆铜合金接触线，不仅解决了非真空条件下铜铬锆合金连铸的世界性难题，而且建成了世界上第一条铜铬锆合金水平电磁连铸生产线。它还填补了我国在高强度、高导电率接触线制备技术方面的空白，使我国具备了制造时速超过350公里的高速接触线的技术和产业化能力。此外，铜铬锆接触线的导电率比原铜镁合金高18%左右，比IACS高18%。根据京沪高速铁路每天90对列车的数量计算，年节电可达6.8亿度，约3.4亿元。

日本京都大学金属凝固领域的权威人士Hideyuki Yasuda教授曾评论说，李廷举教授的团队的工作“在同步辐射研究合金凝固行为领域开辟了新的思路和研究热点”。中国有色金属工业协会认定该成果为“具有显著经济效益和社会效益的国际领先水平”。该成果还获得了教育部技术发明奖一等奖和中国有色金属工业科学技术奖一等奖。

早在15年前，李廷举教授就认识到铜合金技术对中国高端装备制造业的重要性。例如，李廷举教授说，铜合金是交通、通讯、电力、航空等领域的必要材料。仅2013年，中国铜加工材料的产量和消费量就超过了1200万吨，但高性能铜合金材料主要是进口的，很容易被他人控制。从2000年开始，李廷举教授带领团队解决了决定高性能铜合金质量的难题，如精确控制铸造过程中的变质微量元素，均匀控制凝固组织，抑制成分偏析等缺陷。15年来，经过5400多个昼夜，李廷举教授的科研团队终于探索出一套方法，将金属凝固理论与电磁场理论相结合，实现一项理论创新、三项技术突破、授权6项发明专利和3项转让，控制不同类型和形状的铜合金坯料的凝固组织和成分，抑制铸造缺陷。自2006年以来，相关成果陆续实现产业化，新增销售额32.4亿元，利税2.7亿元，外汇收入7336万美元，SCI论文98篇，EI论文177篇。其中，高性能锡磷青铜带材和铜合金线材技术不仅取代了国外同类产品，还于2012年转移至韩国，成为中国冶金技术反向转移至发达工业体的少数案例之一。

现在，李廷举教授的团队正全力开发新一代铬锆铜合金。他们希望帮助建设“一带一路”，连接中国的高速铁路和世界。