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普渡大学研制出新型铝合金材料,强度可与不锈钢相媲美
2018-07-02 16:02:11 作者:本网整理 来源:材料科技在线

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上图为Qiang Li在计算机上调试即将进行的涂层沉积程序,Yifan Zhang正将样品装到磁控溅射室中,以制备高强度的铝合金涂层。 来源:普渡大学


    普渡大学的研究人员开发出一种超强铝合金材料,该材料的工业化应用将为汽车和航空航天工业带来革命性的变化。


    由普渡大学材料工程学院Xinghang Zhang教授领导的团队,研究出了一种高强度铝合金涂层。据Zhang教授介绍,由于铝合金在汽车制造商和航空航天领域有着得天独厚的优势,所以人们对于这种材料的需求也在日益增加。


    “我们成功研发出了一种非常耐用且轻质的铝合金材料,其强度不仅可与不锈钢相媲美。”Zhang教授说,“而且我们铝合金的密度要更低,这在航空航天减重方面有着重大的意义,提供了很多不锈钢在实际应用中不具备的特性。”


    Purdue大学团队的另一位成员,材料工程研究生Yifan Zhang表示,他们研发的新型铝合金可用于制造耐磨和耐腐蚀的机械零部件,例如用于航空航天发动机或特殊零部件的涂层等领域。


    一种被称为9R相的堆垛层错,具有非常特殊的意义。普渡大学的研究人员通过一种特殊方法,在铝中同时引入9R相和孪晶界,导致了所谓的纳米孪晶和复杂堆垛层错的出现,成功提高了材料的强度、延展性,同时也增加了材料的热稳定性。


    “通常9R型的堆垛层错在铝中是很少见的,”该团队成员Qiang Li说,“我们将纳米晶粒中的双边界和9R相引入到轻质铝合金中,这些铝合金在应力作用下表现出优异的塑性和强度。除了涂层应用外,我们同样也在研究块状高强铝合金的应用潜力。”


    该团队还通过将铁或钛原子引入到铝晶体结构中,开发出了一种超强合金涂层技术。由此产生的“纳米双晶”铝-铁合金涂层,被证明是有史以来最强的铝合金之一,其性能可与高强钢相媲美。


    该研究成果被发表在了新近一期的《Advanced Materials》杂志和《Scripta Materialia》杂志上。

 

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