新方法完成超强铝合金制备

  天津大学教授何春年团队立异性地提出了一种“界面置换”涣散战略，成功完成了约5纳米的氧化物颗粒在铝合金中的单粒子级均匀分布，从而使所制备的氧化物弥散强化铝合金在高达500℃的温度下，仍具有前所未有的抗拉强度（约200兆帕）与抗高温蠕变功能。该工艺进程简略、物料本钱低价、易于规模化出产，因此具有十分显着的工业使用价值。相关研究成果近期发表于《天然-资料》。

  航空航天、交通运输等范畴提速减重的需求，对轻质金属资料的耐热功能提出了更加高的要求。传统铝合金在300℃以上执役功能就到达瓶颈，因此，关于当时航空航天等重要范畴最为重视的300℃~500℃温度区间，铝合金使役时呈现的力学功能敏捷阑珊成为限制结构设计、影响执役安全的要害短板。

  现在，进步铝合金耐热功能的途径主要有两个：一是提高分出相的耐热性；二是引进高稳定性的陶瓷相纳米颗粒。比较于前者，陶瓷颗粒一般具有较高的熔点与弹性模量，因此具有更高的耐热性和变形稳定性。其间，氧化物陶瓷颗粒备受研究者喜爱。但是，以上途径的原理不适用于与氧反响活性高、不行化学复原的轻金属资料如铝、镁、钛等。

  为此，何春年团队提出并经过“界面置换”涣散战略，制备了5纳米级氧化物弥散强化铝合金。他们第一步使用金属盐前驱体分化进程中的自拼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结合的化学键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黏附力降低了2~3个数量级。在此基础上，经过简略的机械球磨-粉末冶金工艺完成了高体积分数的单粒子级超细氧化物颗粒在铝基体内的均匀涣散，使铝合金具有极端杰出的高温力学功能与抗高温蠕变功能。其在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10-7每秒。此功能大幅超过了国际上已报导的铝基资料的最好水平。