www.4001.com 1

美国普渡大学研究人员研究出一种非常具有工业应用潜力的超强铝合金材料。大多数轻质铝合金柔软、机械强度低,影响了广泛的工业化应用,而这种高强度轻质铝合金,其强度可与不锈钢媲美。

盖世汽车讯 据外媒报道,美国普渡大学(Purdue
University)的研究人员演示了如何制造一款超强铝合金(nanotwinned
Al-Fe),其强度可媲美不锈钢,未来有可能被应用于汽车及航空航天工业。研究团队对铝金属微结构进行改动,从而大幅提升其强度及延展性。

www.4001.com,研究成果发表在新近一期的《先进材料》杂志和2017年11月《自然·通讯》上。论文着重介绍了如何改变铝材料微观结构以获得高强度和延展性。这种高强度铝合金是通过引入“堆垛层错”或晶体结构中的扭曲产生的。金属晶格有一系列重复原子层组成,如果缺少一层,就成为堆垛层错。“孪晶界”是由两层堆垛层错组成。

www.4001.com 2www.4001.com 3

一种被称为9R相的堆垛层错,具有非常特殊的意义。研究人员通过特殊方法在铝中同时引入9R相和孪晶界,提高了强度和延展性,增加了热稳定性。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。

若引入“堆垛层错(stacking
faults)”技术或使晶体结构发生扭曲,或许将制造出新款高强度铝材。如今,研究人员还学会如何在铝金属中实现9R相位及纳米孪晶(nanotwins)。

www.4001.com 4www.4001.com 5

研发人员曾采用二氧化硅微粒(tiny
micro-projectiles)轰击超薄铝膜,从而实现9R相位。激光束会使该类颗粒物的射速高达600米/秒,该过程可大幅加快各类合金件的筛选测试(screening
tests),并将其用于耐冲击应用。

www.4001.com 6www.4001.com 7

该团队在《先进材料(Advanced
Materials)》发表了论文,讲述该团队是如何利用磁控溅射(magnetron
sputtering)规程将铁原子引入铝材的晶体结构内,从而实现9R相位。该团队并未采用激光冲击(laser
shock)的方式。此外,该团队还采用了其他技术将铁原子引入铝材的金属结构内,其新研究发现或许还能实现该应用的扩大试验,并将其应用于工业应用中。

www.4001.com 8www.4001.com 9

经试验证明,相较于高轻度钢材,“纳米孪晶”铝铁合金涂层是迄今为止最为强大的铝合金之一。研究人员向普渡研究基金会(Purdue
Research Foundation)旗下的技术商业化办公室递交了专利申请文件。

www.4001.com 10www.4001.com 11

该研究团队的研究人员来自不同院校,包括:普渡大学材料工程系、莱斯大学材料科学及纳米工程系(Department
of Materials Science and NanoEngineering at Rice
University)、威斯康星大学麦迪逊分校工程物理系(Department of
Engineering
Physics)、上海交通大学材料科学与工程系金属基复合材料国家重点实验室、中国石油大学材料科学与工程系、美国加州理工学院(California
Institute of Technology)、美国路易斯安那州立大学(Louisiana State
University)及内布拉斯加大学林肯分校(University of
Nebraska-Lincoln)。(本文图片选自greencarcongress.com)

www.4001.com 12www.4001.com 13

本文版权为盖世汽车所有,欢迎转载!请务必注明出处及作者。

相关文章