《新型高强高导耐热铝合金材料制备成功》

  • 来源专题:关键矿产与绿色冶金
  • 编译者: 欧冬智
  • 发布时间:2025-08-27
  • 从昆明理工大学获悉,该校研究团队与北京航空航天大学合作,近期在高强高导耐热铝合金方面取得重要进展,制备出强度、导电率及耐热性良好匹配的铝—锆—钪合金导线,在绿色铝、钛产业和先进制造业方面实现了新突破。高强高导耐热铝合金是架空输电线路电缆用关键基础材料。研究表明,实现铝—锆—钪合金强度、导电率和耐热性能的协同提升,将具有广阔的应用前景。而阐明加工路径对合金微观组织和性能的影响,对于提高合金性能至关重要。

  • 原文来源:http://www.xinhuanet.com/energy/20240219/92dd902d20df4e6989ae8713715d7f4f/c.html
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    • 编译者:Hazel
    • 发布时间:2025-05-07
    • 普渡大学材料工程团队成功研发出一项正在申请专利的工艺,开发出适用于增材制造的超高强度铝合金,这类合金同时具备优异的塑性变形能力。 由Haiyan Wang与Xinghang Zhang教授领衔的研究团队,通过纳米层状可变形金属间化合物,将钴、铁、镍、钛等过渡金属元素引入铝合金体系。Wang教授现任Basil S. Turner工程讲席教授,Zhang教授任职于普渡大学材料工程学院。团队核心成员还包括材料工程专业研究生Anyu Shang。 Zhang教授表示,“我们的研究表明,通过合理构建异质微观结构与纳米尺度中熵金属间化合物,为增材制造超强可变形铝合金提供了创新解决方案。相较于传统铝合金只能实现超高强度或高塑性单一性能,这些新型合金实现了二者兼得。” Wang 和 Zhang 已向普渡大学技术商业化办公室披露此项创新成果,该办公室已向美国专利商标局提交专利申请以保护知识产权。此项研究成果已在权威期刊《自然-通讯》发表,并获得了美国国家科学基金会及海军研究办公室的资助支持。 轻质高强铝合金在航空航天及汽车制造等领域具有广泛应用前景。“但当前商用高强铝合金大多无法用于增材制造,”Shang指出,“这些材料极易产生热裂纹,由此引发的缺陷会导致合金性能显著劣化。” 传统上缓解增材制造热裂纹的方法是通过引入颗粒来阻碍位错运动,从而强化铝合金。“但这类合金的最高强度仅能达到300-500兆帕,远低于钢材600-1000兆帕的强度水平,”Wang教授指出,“现有技术难以同时实现铝合金的高强度与良好塑性变形能力。” 普渡大学研究团队通过引入钴、铁、镍、钛等过渡金属,成功制备出金属间化合物强化的增材制造铝合金。Shang表示:“这些金属元素在传统铝合金制造中通常被刻意回避——因其形成的金属间化合物具有低对称性晶体结构,室温下通常表现为脆性。但我们的方法使过渡金属元素形成了纳米级层状金属间化合物团簇,这些细密蔷薇状结构能有效抑制金属间化合物的本征脆性。” Wang教授进一步解释,“这种异质结构包含硬质纳米金属间化合物和粗晶铝基体,能产生显著背应力,从而提升金属材料加工硬化能力。激光增材制造特有的快速熔凝特性,恰好能促成纳米金属间化合物及其层状结构的形成。”
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    • 编译者:冯瑞华
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    • 铝合金由于重量轻、强度大和耐化学性好等特性,一直在増材制造领域占有非常重要的地位。随着行业领域的不断深度发展,航天航空、汽车制造等多种行业应用对材料性能的需求也迅速提高。在多种应用需求下,同时拥有耐高温、高强度、高韧性的铝合金材料已经为市场迫切所需。 " 2021年12月,南极熊获悉,陕西兴华业三维科技通过对市场深度分析,通过3年潜心努力,开发出拥有自主知识产权的耐高温、高强、高韧3D打印铝合金材料AK09系列。并与3D打印设备厂商北京易加三维深度合作,经过多次产品迭代,共同研发出针对该新型材料的专用金属3D打印机,打印件的性能指标如下: 室温性能达到抗拉强度:500MPa,屈服强度:420MPa,延伸率:17%。 250℃高温性能达到抗拉强度:290MPa,屈服强度:280MPa,延伸率:18%。 350℃高温性能达到抗拉强度:200MPa,屈服强度:200MPa,延伸率:11%。 " 兴华业公司前期通过研发试制,材料性能稳定,目前已开始小批量生产交付。 南极熊注意到,易加三维作为国内金属3D打印机厂商,产品不断完善和升级,特别是其以EP-M650为代表的大尺寸多激光多振镜金属3D打印机,屡屡中标千万元级别的大订单。从预研到批产,金属3D打印正在走向直接制造。