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俄羅斯國家科技大學研發新型鋁基復合材料
發布:blast_k   時間:2019/5/28 12:07:11   閱讀:487 
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鋁和航空和汽車行業最有前途的材料之一。為了分別生產更輕和更快的飛機和車輛,需要越來越多的輕質材料。更具體地說,鋁基復合材料最有潛力。俄羅斯國家科技大學的研究團隊已經找到了一種簡單有效的方法來加強基于它的復合材料。在鋁熔體中加入鎳和鑭后,他們能夠創造出一種結合了復合材料和標準合金優點的材料 - 柔韌性,強度和輕盈性。

該研究團隊“基于有色金屬的合金的相變和開發”為飛機和汽車工業創造了一種新的耐用鋁 - 鎳 - 鑭復合材料。將合金元素添加到鋁熔體中,與鋁形成化學化合物,其在合金凝固的過程中提供強的增強框架。研究團隊在Nikolai Belov教授的領導下,多年來一直參與鋁基復合材料的開發。Al-Ni-La復合材料是關于產生天然鋁基復合材料的這種工作之一,所述天然鋁基復合材料含有超過15%(體積)的增強顆粒。新開發的特點是具有超細結構的新興化合物的高增強能力 - 增強元素的直徑不超過幾十納米。

今天,鋁的增強主要是在納米粉末的幫助下發生的,但這是一個極其昂貴和費力的過程,并且結果并不總是證明所花費的資源是合理的。例如,隨著強度的增加僅為5-20%,相反,諸如可塑性的指標可以減少幾十個百分點甚至幾個百分點。另外,顆粒本身太大——從100納米到1-2微米,并且它們的體積數量很小。

他們發展解決了“粉末”復合材料的不均勻增強和低強度的問題。當熔化時,基于Al-Ni-La系統的材料結晶后增強顆粒的尺寸在橫截面上不超過30-70納米。由于自然結晶,顆粒均勻分布,形成增強框架,復合材料比“粉末”對應物更耐用和更靈活。

“擬議的復合材料已經在許多方面繞過類似物,包括外國的類似物。然而,我們不會滿足于現狀,未來我們計劃繼續致力于開發更先進,更復雜(3,4相和更多相)和更便宜的復合材料,其生產周期將包括使用技術純度的鋁和更便宜的合金成分“  

該團隊成員表示,所提出的材料主要用于飛機和機械工程領域,用于設計現代機器人,包括無人機,其中無人機質量的減少至關重要。由于結構形成的特殊性,所提出的材料可用于使用3D打印制造復雜零件。此外,從經濟角度來看,新發展可能具有戰略重要性。目前,俄羅斯鋁業的主要利潤份額是出口原鋁。通過擴大國內外鋁消費市場,創造增加附加值的新高科技發展將增加利潤。

該研究是在俄羅斯科學基金會第18-79-00345號  “創建用于設計具有高比例的Al(Ti,Ca,Ni,Ce(La),Zr)鋁化物的新納米結構金屬基質鋁基復合材料的科學原理的框架內進行的”。

來源:中國粉體網

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