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作者：梦楼君

这是本专栏第5篇文章

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上海女人，上海滩摇曳多姿……

呜呜呜，小火车开车了！咳咳咳，材经锐评的梦楼君什么时候变成了这股话风啦？别想多了，本期小火车将要评述的是宁波—上海跨海高铁。该工程有网在十三五期间开工，建成后将是世界上跨海铁路长度最长的工程。

这将是世界铁路跨海里程最长的工程

《上海市城市总体规划（2017-2035年）》已经于日前公布，其中有一张图引起热议。2017年12月15日，《上海市城市总体规划（2017-2035年）》（简称“上海2035”）获得国务院批复原则同意。“沪甬跨海高铁”规划从宁波西站到上海虹桥，全长125公里，其中18公里跨海。力争在十三五开工建设，建成将是世界上跨海铁路桥梁桥长和规模最大的工程之一。通车以后，乘高铁从宁波到上海仅需51分钟。

跨海铁路的建造难度巨大

跨海高铁的建设涉及很多技术难点，毕竟DT梦楼君是材料出身，所以咱们看看主要涉及哪些材料难点？

1. 桥梁方面

   桥身的海水腐蚀问题
   

2. 机车方面

   电机用永磁材料的性能

宁波材料所相关技术或将助力

近年来，宁波材料所承担了一批国家和中科院重大任务，在海洋材料等方面产出了一批重大成果。至2017年12月底，共承担了各类科研项目近3000项，获得竞争性科研经费30亿元。累计发表论文近4000篇；申请专利2829件，其中发明专利2518件，国际专利144件；授权专利1268件，其中国际专利13件；2014、2015年连续入选全国研究机构专利十强；2015、2017年两年获得中国专利优秀奖。从全球引进高层次人才300多人，组建了50多个创新团队，培养了一批青年科技人才，组建了一支创新能力强、能承担高集成度研发活动的创新团队。其中院士1名，杰青2人，中组部“千人计划”32人，浙江省“千人计划”78人，中科院“百人计划”38名，科技部中青年创新领军人才3人，“万人计划”科技创新领军人才4人，青年拔尖人才3人。DT新材料® 近年来与宁波材料所合作举办了大量学术论坛，文末访问公司网页了解公司更多业务。

对于任何工业材料来说，腐蚀都是一名致命的破坏者。要让跨海大桥不惧海水锈蚀，就必须给它们披上防腐外衣。目前，国际上最好的重防腐涂料耐盐雾寿命也仅有3000小时左右，而中科院宁波材料所王立平研究员、乌学东研究员和薛群基院士联合团队开发的新型石墨烯改性重防腐涂料，拥有自主知识产权，能让钢铁材料在中性盐雾试验中的耐受时间超过6000小时，性能至少提高两倍！

近年来，利用石墨烯的“迷宫”阻隔效应，提高有机涂层的抗渗透性和防腐性，已成为国内外防腐涂料领域的研究热点。中科院宁波材料所这个大约60人的团队，过去10年只做一件事，就是研发石墨烯涂料。他们成功开发出拥有自主知识产权且兼具优异力学性能、长效防腐和特殊功能性的8大系列石墨烯改性新型防腐涂料：为满足不同应用需求，其包含了沿海储油罐重防腐涂料、导静电防腐涂料、电网塔架防腐涂料、光伏塔架防腐涂料、耐海水防腐涂料和航天国防特种涂料等多种类型。

王立平说，“目前国内较好的防腐涂料1公斤30元，我们研发的石墨烯改性涂料稍高于其他普通的防腐涂料，但远低于进口重防腐涂料动辄上百元一公斤的价格。并且，就当前所做的测试结果来看，在国内外这个领域的涂料中，我们是最好的”。该技术成果已实施了产业化，具备年产万吨级的石墨烯改性重防腐涂料生产能力，实现了石墨烯改性重防腐涂料的低成本稳定量产，市场前景十分广阔。

如果说海洋重防腐涂料是跨海高铁的“外衣”，那么带动车轮旋转的牵引电机则是跨海高铁的“肌肉“。交流永磁同步电机相比传统的交流异步电机有单位重量功率高、输出转矩大等优点，可使牵引电机体积更小，效率更高。近年来永磁电机发展迅速，国外已有一些正式运营的高速动车组采用永磁同步牵引电机。目前，西门子、庞巴迪等国际设备制造商均将永磁牵引系统作为其研发方向。在这个新兴领域，宁波材料所张驰研究员目前带领团队研发出了与国外高端电机性能对标的高功率密度永磁电机。

国产电机大多体积大、功率密度小、精度低、可靠性差，尤其高端数控机床和机器人用电机大多依赖进口，攻克这一技术刻不容缓。为了与国外电机一争高下，张驰与团队从三方面对产品进行了一个改良：小、精、可靠。

目前，他带领团队已经研发出多款与国外对标的电机，运用于多种运动系统和装备。其中，大推力直线电机运用于航空部件数控加工中心，整个加工中心长10米，电机重复定位精度10个微米，各种性能和同款西门子电机对标；高精度力矩电机运用于数控机床的数控回转台，重复定位精度2角秒，各种性能指标也是等同或优于西门子电机。而基于直线电机的高速重载磁悬浮门机，通过悬浮力和推力的一体化优化设计，在悬浮起重达1吨重的金库安防门的同时，推动门实现了1.8米／秒的运动速度，是国外重载门机速度的三倍以上。该技术获得了2015年中国专利优秀奖和国内先进制造装备重点领域首台（套）产品。张驰表示，下步将抓紧实现永磁电机及精密驱动系统产业化。

由于永磁电机功率太大，发热过高，永磁材料在高温、振动和反向强磁场等条件下，可能发生不可恢复性失磁的严重风险。如果列车在高速运行时失磁，后果将不可想象。因此，开发高温磁性能优异的永磁材料尤为迫切。

宁波材料所闫阿儒团队突破了日本在热压技术上的封锁，自行研制成功国内首台真空热压装置，成功地制备出了目前业内批量生产的最高水平的热压永磁体和辐射取向磁环。开发出高磁能积和高矫顽力两大类牌号制品，满足不同电机应用需求。研制出十数种不同尺寸规格和牌号的热压辐射取向磁环样品，均达到或超过了国外产品的性能。

之前，国际上仅有美国MQ和日本大同电子可生产同类产品，宁波材料所闫阿儒团队自主研发出国内首个完整高性能热压辐射环，填补了国内在此领域的空白，打破国外企业在高端稀土永磁材料及其相关器件的技术垄断，具有广阔的市场前景。

宁波材料所闫阿儒研究员与张弛研究员合编专著

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