科技日报实习记者 孙瑜

近日，记者获悉，历经五年的科学技术攻关，中国电力科学研究院有限公司科研人员研制出一种新型铝单线——梯度微结构半硬铝单线。在不降低半硬铝导电性能的前提下，将半硬铝单线的抗拉强度提高50%以上，突破了铝线强度和导电性相互掣肘的技术“瓶颈”。相关科研成果分别发表在《材料快报》（Scripta Materialia）和《材料科学与工程A》（Materials Science & Engineering A）上。

导线强度的提升有助于提高输电线路的技术经济性，节约铁塔钢材用量，降低炼钢产能的碳排放；导电性的提升有助于进一步降低线路电能损耗，降低发电燃煤的碳排放。架空导线用铝导体强度的提升通常伴随着导电性的降低。

梯度微结构金属具有强度高且韧性好等优点，在国内外一直是金属材料科学研究的热点。中国电科院依托国家自然科学基金项目“高温和高因变率耦合条件下多级微结构铝导线的失稳机制”，开展机理研究，首次把梯度微结构引入至半硬铝单线中，通过自主研发的高低温预扭转试验平台，成功研制出多级梯度微结构半硬铝单线。多级梯度微结构的半硬铝单线实现了强度与导电性的协同提升，在保证半硬铝单线导电率达到国际退火铜标准（IACS）导电率的62.5%的前提下，在国内外首次突破了半硬铝单线拉伸强度110兆帕大关，达到了160兆帕。

据了解，该技术被工程应用后，有望提高架空导线的拉断力，减小导线弧垂，节约输电线路铁塔用钢量，降低炼钢能源消耗。以档距500米的500千伏角钢直线塔为参考依据，在输电线路其他设计参数不变的前提下，铝线强度若提高10%，弧垂可减少9%，铁塔高度可降低1.3米，每基铁塔节约钢材6.5吨。据推算，在电力行业，该新型铝单线全面应用后每年可助力铁塔钢材节约650万吨、炼钢耗能减排二氧化碳1105万吨。该研究成果对高强高导输电导线的研发及制造具有重要的理论和现实指导意义，对“双碳”目标落地起到助推作用。

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