轻质高强耐热铝合金是航空航天、交通运输等领域需求日益迫切的基础材料。日前，记者从天津大学获悉，该校材料学院教授何春年团队创新性地提出了一种“界面置换”分散策略，成功实现了约5纳米的氧化物颗粒在铝合金中的单粒子级均匀分布，制备的氧化物弥散强化铝合金在高达500℃的温度下仍展现出史无前例的抗拉强度（约200兆帕）与抗高温蠕变性能。论文近日发表于国际期刊《自然·材料》。
高温下，传统铝合金力学性能急剧下降，温度在300℃以上时，其服役性能已达瓶颈。具体而言，传统铝合金在300℃时抗拉强度小于200兆帕，而在500℃时抗拉强度则小于50兆帕。对于当前航空航天等领域最为关注的300℃—500℃这一温度区间，铝合金服役时出现的力学性能迅速衰退，成为大动力/大功率工作条件下制约其结构设计、影响服役安全的短板。
目前，提高铝合金耐热性能的途径主要有两个：一是提升析出相的热稳定性；二是引入高稳定性的陶瓷相纳米颗粒。相比于前者，陶瓷颗粒通常具有较高的熔点（大于1000℃）与弹性模量，因而具有更高的热稳定性和变形稳定性。
其中，氧化物陶瓷颗粒由于具有优良的强度、耐高温、耐氧化、耐腐蚀及低成本等特性，备受研究者青睐。何春年介绍，现有相关研究已经通过原位合成氧化物纳米颗粒的思路，在众多金属体系（如铁、铜、镍、钼等）中实现了优异的高温力学性能。
“然而，以上实现弥散分布的原理主要是基于氧化物颗粒在基体内溶解—析出，或是液相混合后将金属前驱体还原成金属基体，但对于与氧反应活性高、不可化学还原的轻金属材料如铝、镁、钛等，上述方法则并不适用。”何春年说。
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，仍是铝合金乃至轻合金体系的国际性科技难题。
为此，何春年团队提出并通过“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。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的化学键结合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粘附力降低了2—3个数量级。
在此基础上，研究团队通过简单的机械球磨—粉末冶金工艺，实现了高体积分数（体积分数为8%）的单粒子级超细氧化物颗粒在铝基体内的均匀分散，并使铝合金展示出极其突出的高温力学性能与抗高温蠕变性能。该材料在300℃和500℃下的抗拉强度分别为420兆帕和200兆帕；在500℃和80兆帕的蠕变条件下，稳态蠕变速率为10的负7次方每秒，大幅超越了国际上已报道的铝基材料的最好水平。
该项研究揭示了超细纳米颗粒增强轻质金属的超常耐热机制，并为开发轻质高强耐热金属材料及其在航空航天、交通运输等领域的应用提供了新思路。
轻质高强耐热铝合金是航空航天、交通运输等领域需求日益迫切的基础材料。日前，记者从天津大学获悉，该校材料学院教授何春年团队创新性地提出了一种“界面置换”分散策略，成功实现了约5纳米的氧化物颗粒在铝合金中的单粒子级均匀分布，制备的氧化物弥散强化铝合金在高达500℃的温度下仍展现出史无前例的抗拉强度（约200兆帕）与抗高温蠕变性能。论文近日发表于国际期刊《自然·材料》。
高温下，传统铝合金力学性能急剧下降，温度在300℃以上时，其服役性能已达瓶颈。具体而言，传统铝合金在300℃时抗拉强度小于200兆帕，而在500℃时抗拉强度则小于50兆帕。对于当前航空航天等领域最为关注的300℃—500℃这一温度区间，铝合金服役时出现的力学性能迅速衰退，成为大动力/大功率工作条件下制约其结构设计、影响服役安全的短板。
目前，提高铝合金耐热性能的途径主要有两个：一是提升析出相的热稳定性；二是引入高稳定性的陶瓷相纳米颗粒。相比于前者，陶瓷颗粒通常具有较高的熔点（大于1000℃）与弹性模量，因而具有更高的热稳定性和变形稳定性。
其中，氧化物陶瓷颗粒由于具有优良的强度、耐高温、耐氧化、耐腐蚀及低成本等特性，备受研究者青睐。何春年介绍，现有相关研究已经通过原位合成氧化物纳米颗粒的思路，在众多金属体系（如铁、铜、镍、钼等）中实现了优异的高温力学性能。
“然而，以上实现弥散分布的原理主要是基于氧化物颗粒在基体内溶解—析出，或是液相混合后将金属前驱体还原成金属基体，但对于与氧反应活性高、不可化学还原的轻金属材料如铝、镁、钛等，上述方法则并不适用。”何春年说。
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，仍是铝合金乃至轻合金体系的国际性科技难题。
为此，何春年团队提出并通过“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。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的化学键结合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粘附力降低了2—3个数量级。
在此基础上，研究团队通过简单的机械球磨—粉末冶金工艺，实现了高体积分数（体积分数为8%）的单粒子级超细氧化物颗粒在铝基体内的均匀分散，并使铝合金展示出极其突出的高温力学性能与抗高温蠕变性能。该材料在300℃和500℃下的抗拉强度分别为420兆帕和200兆帕；在500℃和80兆帕的蠕变条件下，稳态蠕变速率为10的负7次方每秒，大幅超越了国际上已报道的铝基材料的最好水平。
该项研究揭示了超细纳米颗粒增强轻质金属的超常耐热机制，并为开发轻质高强耐热金属材料及其在航空航天、交通运输等领域的应用提供了新思路。
英国“我超爱科学”网站1月1日刊登题为《什么是“时空连续体”？》的文章，作者是斯蒂芬·伦茨，内容编译如下：“时空连续体”(space-time continuum)是源自于大多数人听说过却未必完全了解的 3月15日，我国一些地区停止居民集中供热。初春时节，乍暖还寒。停暖初期昼夜温差较大，老人、儿童等身体较弱者，可能需要使用电暖气、电热毯等取暖设备，这导致部分家庭近来用电量增加。最近，一款名为 作为月之暗面的创始人，杨植麟常把他的AGI梦想形容为“登月计划”，长文本就是这个伟大计划的第一步。但现在，随着Kimi的爆火出圈，赛道瞬间变得拥挤，24小时内，阿里、360、百度紧急“出手”，纷 21世纪经济报道记者王峰北京报道 近日，成人职业在线教育企业尚德机构(NYSE:STG)公布了其2023年第四季度及全年未经审计的财务报告。2023年第四季度，尚德机构净收入为5.42亿元（人民币，下 据英国《每日电讯报》网站3月18日报道，根据英国政府的新航空计划，首批电动飞行出租车将于2026年试飞。周一发布的《“飞行未来”行动计划》为飞行出租车在2030年广泛使用铺平道路。尽管在最初 联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）最新发布的评估报告显示，全球温升预计在2021年至2040年内达到1.5℃。报告指出，自IPCC第五次评估报告发布以来，全球减缓气候变化的政策和法律不断增多，但实施 。本文链接：制备耐高温超强铝合金有了新方法http://www.sushuapos.com/show-2-6679-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 臭氧污染或导致全球昆虫数量下降