节能环保材料时代：超导电缆以世界最高压送电

添加时间：2014-04-17 10:08:10 来源：日经技术在线

       钢铁追求极致

　　在汽车向CFRP化发展的同时，正面迎击的钢铁也毫不示弱。挑战钢材轻量化极限的尝试接连不断。

　　日产2013年在北美推出的乘用车“英菲尼迪Q50”（新款Skyline）使用了新日铁住金、神户制钢所合作开发的“1.2GPa级高成型性超高张力钢板”。

　　红色部分是厚度减半的超高张力钢板。其他颜色是过去的高张力钢板

　　超高张力钢板是指通过改进成分和组织构造提高了拉伸强度的钢材。因为强度大，所以能够做到更薄更轻。此次开发的超高张力钢板可比普通钢板薄45％。

　　过去的超高张力钢板虽然强度大，但很难制成复杂的形状，可应用的范围有限。于是，在调整材料配比，在钢材中掺入一定比例的柔软组织后，钢板的延性（延伸而不断裂的性质）提高了。同时，还调整了冲压成型时的模具设计，建立了适合于材料的新焊接方法，扩大了钢板的适用范围。

　　以日产的乘用车为例，截至2013年，超高张力钢板在车体重量中平均占到9％。而在2017年之后上市的新款车中，这一比例将提高到25％。还将同时对车体构造进行优化，以图使车体重量比2005年减轻15％。

　　以轻量化创造新纪录

　　环保材料的技术革新还开展到了更贴近生活的领域。

　　各大饮料企业都在竞相开发有助于节省资源的超轻量PET瓶。三得利2013年5月推出的“三得利天然水”550毫升的PET瓶使用了30％的植物原料，实现了11.3克的日本国产PET瓶最轻纪录。超轻量PET瓶的开发要追溯到2009年日本可口可乐推出的矿泉水“ILOHAS”，其把PET瓶的重量从过去的20.5克减轻到12克，引发了话题。而三得利凭借这次的PET瓶，成功刷新了日本可口可乐保持的纪录。

　　为了在保证强度的同时减轻重量，三得利尝试了几十种形状，通过细致调整注射成型时的加热方式和吹塑时间，以0.01毫米的精度，控制瓶身厚度。最薄处的厚度还不到0.1毫米。为了使PET在堆放时不破裂，瓶身底部采用了蛇腹构造，能够利用弹簧效应吸收冲击。三得利的商务专家、新包装材料技术开发推进部长岸重信说：“考虑到强度，这已几乎达到了轻量化的极限。” 
       而麒麟挑战了玻璃瓶的轻量化。2013年10月，该公司在全国的便利店推出的“GRANDKIRIN”为330毫升一次性玻璃瓶装，瓶身重量为日本国内最轻的140克。比该公司以往使用的玻璃瓶减轻了近两成。

　　这种玻璃瓶是与大型制瓶企业日本山村硝子合作开发的。瓶身相互接触的“肩部”和底部的侧面保留了一定厚度，其他部分则大胆地减薄。通过将这种玻璃瓶放在自行车车筐内，反复在不平的路面上骑行等测试，确认了耐久性。啤酒照射日光会破坏原本的风味。因为缩小玻璃厚度后，日光容易透过瓶身，为了保证啤酒的质量，麒麟把玻璃的颜色从棕色改为了黑色。

　　麒麟封装技术研究所的主任研究员菅原启说：“轻量化不仅降低了环境负荷，还让搬运变得更加轻松，便利性也提高了。”

　　50年一遇的机会

　　电力行业的材料革新的着眼点并不是轻量化。而是迎来了利用特定金属在持续降温后电阻会归零的“超导”现象，使供电损失极低的电缆实用化阶段。曾经的“未来技术”已经近在咫尺。

　　超导电缆的直径约为15厘米。其内侧通入零下196℃的液氮，用来冷却通电的超导材料。扣除冷却消耗的电能，供电损失也可以减少到4分之1左右。

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