最近,天津大學(xué)材料學(xué)院教授何春年團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新型氧化物彌散強(qiáng)化鋁合金,將鋁合金的服役溫度從350℃提高至500℃,攻克了鋁合金難以在400℃以上高溫環(huán)境應(yīng)用的難題。相關(guān)研究成果以“超分散氧化物強(qiáng)化的耐熱鋁合金”為題發(fā)表于《自然材料》期刊上。
航空航天、交通運(yùn)輸?shù)戎匾I(lǐng)域提速減重的重大需求,對(duì)輕質(zhì)金屬材料的耐熱性能提出了更高要求。盡管鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高和耐腐蝕等優(yōu)勢,但由于其耐熱性差,在當(dāng)前航空航天領(lǐng)域最為關(guān)心的350℃—500℃溫度區(qū)間,鋁合金的高溫性能急劇衰減成為制約結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、影響服役安全的關(guān)鍵短板。因此,持續(xù)推進(jìn)高性能耐熱鋁合金的研發(fā)工作,特別是面向350℃—500℃的耐高溫鋁合金材料,具有重要意義。
為此,何春年團(tuán)隊(duì)通過在鋁合金中引入高含量、超細(xì)尺寸和均勻分散的納米氧化物顆粒,成功提升了鋁合金的耐高溫性能。在研究中,該團(tuán)隊(duì)提出了全新的制備思路,解決了困擾已久的納米顆粒的分散難題,將理論上最理想的材料轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。最終,研制的新型鋁合金在500℃的拉伸強(qiáng)度(200兆帕)相比傳統(tǒng)鋁合金提高了6倍以上,高溫穩(wěn)定性提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
研究工作發(fā)表后,國際知名金屬材料專家、法國格勒諾布爾國立理工學(xué)院Alexis Deschamps教授對(duì)這一工作的重要性和潛在影響做了詳細(xì)的評(píng)論和深入解讀,認(rèn)為該工作“發(fā)展了新型超細(xì)納米氧化物彌散強(qiáng)化合金設(shè)計(jì)新策略,使得所制備的鋁合金在高達(dá)500℃時(shí)仍具有前所未有的拉伸強(qiáng)度和抗高溫蠕變性能,為鋁合金在高溫環(huán)境中的應(yīng)用開辟了嶄新領(lǐng)域”。
何春年說:“這一新工藝過程簡單、物料成本低廉、易于規(guī)模化生產(chǎn),因而具有顯著的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。我們正在與行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)與科研院所合作開展面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)與航天重要部件用耐熱鋁合金的制備研究,大力推進(jìn)該材料的產(chǎn)業(yè)落地。”
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