近日,中国科学院院士何满潮团队NPR新材料第一条生产线在青岛耐火材料厂正式启用,同时这也是我国首条NPR新材料智能生产线。NPR新材料通过改变材料分子结构,使钢材变粗,受力强度,产品广泛应用于矿山支护、桥梁等方面,极大提升工程抗震能力和安全性能。

    普通钢材断裂点在“脖子”处,周边区域也明显变细,这种局部塑形变形会对工程造成很大危害。而NPR材料受力后,在横向上不是变细,而是一反常态地均匀变粗或者不存在“脖子”颈缩现象,同时具备大变形能力。

    一般来说,强和韧两个特性像跷跷板的两端难以实现均衡。何满潮院士团队研发的NPR新材料克服了高屈服强度和高均匀延伸率的矛盾,实现了同时强和韧,同时该材料还具备无磁和抗强磁场磁化的特点,有望应用在煤矿行业、抗震结构、地下工程等。

    据介绍,何满潮院士团队从上世纪九十年代年至今一直在开展负泊松比效应结构的(NPR)锚杆/索研究,并形成了具有自主知识产权的NPR恒阻大变形锚杆/索,并以此成果为关键的、重要的支撑,开发了110、N00工法,开始了第三次矿业革命。

    2014年开始,在何满潮院士的领导下,组建成立了NPR锚杆新材料研发团队,开始了NPR锚杆新材料的实验室研发;2017年7月,何满潮院士领导的NPR锚杆新材料研发团队,完成了工业大生产的技术攻关;2018年6月,NPR锚杆新材料打通了所有大生产的技术问题,开始进行现场工程应用试点;2019年3月,何满潮院士领导的NPR锚杆新材料研发团队开始建设智能化的NPR锚杆生产线。

    在NPR新材料智能生产线现场,技术人员拿了两根长度一米、直径16.5mm的普通螺纹钢和NPR钢材,模拟了深部软岩与岩石边坡中的灾害本质——大变形问题,做了纵向拉伸对比试验。随着拉伸力量的不断加大、力量达到116KN时,普通钢材“啪”一声断裂;而NPR材料钢材直到力量持续加到230KN时才断裂。并且监测数据显示,普通钢材的屈服强度点值仅是NPR材料的1/3,达到85KN时,变形就不可逆转。

    据了解,该项目一期规划建设3条NPR新材料生产线,每条生产线年产能2.5万吨、产值5亿元。5月底全部投产运营后,一个全自动化无人操作的智慧工厂将诞生。二期规划7条生产线年产值35亿元,整体达到10条线后年可实现总产值50亿元。