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俄罗斯国家科技大学研发新型铝基复合材料
发布:blast_k   时间:2019/5/28 12:07:11   阅读:359 
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铝和航空和汽车行业最有前途的材料之一。为了分别生产更轻和更快的飞机和车辆,需要越来越多的轻质材料。更具体地说,铝基复合材料最有潜力。俄罗斯国家科技大学的研究团队已经找到了一种简单有效的方法来加强基于它的复合材料。在铝熔体中加入镍和镧后,他们能够创造出一种结合了复合材料和标准合金优点的材料 - 柔韧性,强度和轻盈性。

该研究团队“基于有色金属的合金的相变和开发”为飞机和汽车工业创造了一种新的耐用铝 - 镍 - 镧复合材料。将合金元素添加到铝熔体中,与铝形成化学化合物,其在合金凝固的过程中提供强的增强框架。研究团队在Nikolai Belov教授的领导下,多年来一直参与铝基复合材料的开发。Al-Ni-La复合材料是关于产生天然铝基复合材料的这种工作之一,所述天然铝基复合材料含有超过15%(体积)的增强颗粒。新开发的特点是具有超细结构的新兴化合物的高增强能力 - 增强元素的直径不超过几十纳米。

今天,铝的增强主要是在纳米粉末的帮助下发生的,但这是一个极其昂贵和费力的过程,并且结果并不总是证明所花费的资源是合理的。例如,随着强度的增加仅为5-20%,相反,诸如可塑性的指标可以减少几十个百分点甚至几个百分点。另外,颗粒本身太大——从100纳米到1-2微米,并且它们的体积数量很小。

他们发展解决了“粉末”复合材料的不均匀增强和低强度的问题。当熔化时,基于Al-Ni-La系统的材料结晶后增强颗粒的尺寸在横截面上不超过30-70纳米。由于自然结晶,颗粒均匀分布,形成增强框架,复合材料比“粉末”对应物更耐用和更灵活。

“拟议的复合材料已经在许多方面绕过类似物,包括外国的类似物。然而,我们不会满足于现状,未来我们计划继续致力于开发更先进,更复杂(3,4相和更多相)和更便宜的复合材料,其生产周期将包括使用技术纯度的铝和更便宜的合金成分“  

该团队成员表示,所提出的材料主要用于飞机和机械工程领域,用于设计现代机器人,包括无人机,其中无人机质量的减少至关重要。由于结构形成的特殊性,所提出的材料可用于使用3D打印制造复杂零件。此外,从经济角度来看,新发展可能具有战略重要性。目前,俄罗斯铝业的主要利润份额是出口原铝。通过扩大国内外铝消费市场,创造增加附加值的新高科技发展将增加利润。

该研究是在俄罗斯科学基金会第18-79-00345号  “创建用于设计具有高比例的Al(Ti,Ca,Ni,Ce(La),Zr)铝化物的新纳米结构金属基质铝基复合材料的科学原理的框架内进行的”。

来源:中国粉体网

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