AA7075開發于20世紀40年代，是一種幾乎與鋼一樣堅固的鋁合金，但它的重量只有鋼的三分之一。不幸的是，它的使用受到限制，因為它的部件不能牢固地焊接在一起。然而，由于使用了碳化鈦納米顆粒，這一情況將發生變化。

    焊接7075的問題在于，當金屬被加熱至熔化狀態時，組成這種鋁合金的鋁、鋅、鎂和銅流動不均勻。該現象被稱為相分離，并且由此，沿著焊縫的長度形成裂縫。

    在李曉春（音譯）教授的帶領下，加州大學洛杉磯分校Samueli工程學院的一個團隊著手解決這個問題。在這樣做的過程中，他們制造了由7075制成的細棒，其中注入了微小的碳化鈦顆粒。然后將這些細棒置于較大的鋁合金片之間，這些鋁合金片即將連接，起到填料的作用。當細棒和相鄰材料隨后在電弧焊接過程中熔化時，納米顆粒消除了不均勻的流動問題。

    “納米粒子使液態金屬中的元素更均勻地固化在一起，從而防止相分離，”李曉春教授表示。“相分離通常會在冷卻過程中阻止液態金屬流動，從而在沒有液體填充的情況下引起收縮和裂縫。由于金屬在加入納米顆粒后凝固更均勻，因此液態金屬在凝固過程中流動性更好，因此不會因偏析而開裂。”

    生產出的焊接接頭的抗拉強度高達392兆帕斯卡 - 相比之下，常用的6061鋁合金焊接接頭的抗拉強度僅為186兆帕斯卡。

    “新技術只是一個簡單的轉折，但它可以允許這種高強度鋁合金廣泛用于大規模生產的產品，如汽車或自行車，其中零件經常組裝在一起，”李曉春說。“公司可以使用他們已經擁有的相同工藝和設備將這種超強鋁合金納入其制造工藝中，他們的產品可以更輕、更節能，同時仍能保持其強度。”

    事實上，李曉春和他的團隊已經與一家自行車制造商合作，該制造商有興趣利用這項技術制造7075自行車車身。

    研究人員最近在《自然-通訊》雜志上發表了一篇關于這項研究的論文。

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責任編輯：殷鵬飛

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