天津大学研发出耐500℃超强铝合金
文章来源：中化新网 更新时间：2024-05-13 15:21:17
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中化新网讯 近日，天津大学材料学院何春年教授团队制备出氧化物弥散强化铝合金，将铝合金的服役温度提高至500℃，攻克了铝合金难以在400℃以上高温环境应用的难题。相关研究成果发表于《自然材料》。
何春年表示，氧化物弥散强化合金具有较高的热稳定性和高温力学性能。然而，目前这种合金主要通过内氧化或金属基体还原等化学方法制备，不适用于铝、钛、镁等不可化学还原轻质金属。如何在铝合金中实现纳米氧化物弥散强化，进而改善其高温力学性能，是铝合金乃至轻合金体系的国际性科学与技术难题。 在此项研究工作中，何春年团队通过“界面置换”分散策略制备了5纳米级氧化物弥散强化铝合金，在高达500℃的温度下仍然展现出超高的抗拉强度与抗高温蠕变性能。他们首先利用金属盐前驱体分解过程中的自组装效应制得了少层石墨包覆的超细氧化物颗粒，将纳米颗粒之间较强结合的化学键替换为石墨包覆层之间较弱的范德华力结合，从而使纳米颗粒之间的黏附力降低了2到3个数量级。在此基础上，他们又通过简单的机械球磨—粉末冶金工艺，在铝基体内实现了高体积分数单粒子级超细氧化物颗粒的均匀分散，并使铝合金展示出突出的高温力学性能与抗高温蠕变性能，大幅超越了国际上已报道的铝基材料的最好水平。此外，该制备工艺还具有过程简单、物料成本低廉、易于规模化生产等优势。 业内专家认为，这项研究工作发展了新型超细纳米氧化物弥散强化合金设计新策略，揭示了超细纳米颗粒增强轻质金属的超常耐热机制，为开发耐热高强轻质金属材料及其在航空航天、交通运输等重要领域应用提供了新思路。
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