天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)新方法制備耐500℃超強(qiáng)鋁合金

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　　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。

圖為超細(xì)氧化物納米顆粒在鋁基體中的均勻分散。

　　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、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)，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。

圖為材料優(yōu)異的室/高溫力學(xué)性能

　　為此，何春年團(tuán)隊(duì)通過(guò)在鋁合金中引入高含量、超細(xì)尺寸、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)。

圖為材料優(yōu)異的蠕變性能

　　研究工作發(fā)表后，國(guó)際知名金屬材料專(zhuān)家、法國(guó)格勒諾布爾國(guó)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(kāi)辟了嶄新領(lǐng)域”。

圖為材料優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性

　　何春年說(shuō)：“這一新工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、物料成本低廉、易于規(guī)?；a(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(kāi)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?！?/p>

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