科创中国

国家电力发展战略规划，到2020年全面建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网，实现“西电东送、南北互供”的全国互联。除了新建大容量输电线路外，老线路的增容改造也迫在眉睫，在现有线路走廊及设施条件下，以高导、高比强、耐热铝合金导线更换现役的架空钢芯铝绞线，是增加线路传输容量和降低线损的有效途径。但由于铝合金的导电率与耐热性及力学性能相互制约，在保证力学性能和耐热性能的前提下提升导电率的难度极大。因此，研发一种具有高导电率、高比强、耐热性能好的铝导线，成为业内亟需解决的技术难题。

该项目通过微合金化及成分优化设计、高导耐热铝合金制备技术研究、铝合金导线短流程制备及产业化和工程应用研究，开发出了高导、高比强、耐热的铝合金导线，用于输电线路建设或改造，可以增加输送容量和输送效率、减少线路建设成本、节约紧张的走廊资源。主要创新性成果如下：1、基于合金热力学计算和实验验证，揭示了Al 与Zr 和Re 原子相互作用机制及对性能的扬抑效应，发展了第二相组态对电工铝合金材料宏观性能的调控机理。2、基于微合金化理论和创新成果1，进行了铝合金性能与成分及制备工艺的匹配性设计，获得了综合性能优良的铝合金导体材料成分配方体系和制备工艺，实现了导电率为61%IACS的耐热铝合金单丝（长期耐热温度150℃）及导线（长期耐热温度120℃）的成功制备。3、采用***.%的工业纯铝，通过Al、B、Zr、RE元素的合理配比和适量加入，使B及RE产生净化、变质及协同Zr的复合微合金化作用，实现了耐热铝合金导线生产的短流程及低成本化，完成了导电率为61%IACS 的耐热铝合金导线的工程应用。共获得授权国家发明专利5项，发表论文十余篇，SCI/EI论文9篇，近三年累计新增销售额***万元。

项目成果已在辽宁、河南、云南等地增容改造线路上实现了工程应用，利用现有线路杆塔设施更换导线产品实现了线路输送容量的提升，大大减少了停电作业时间，保证了供电的安全可靠性。整体达到国际先进水平，其中导电率指标（≥61%IACS）达到国际领先水平。