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【铝铁合金】美国普渡大学研发出堪比不锈钢强度的纳米孪晶铝铁合金涂层

美国普渡大学研究开发组使用激光束使二氧化硅粒子以每秒600米的速度轰击超薄铝膜,从而大大加快了各种合金部件的筛选测试,并用于防震应用。

使用激光撞击测试技术,可在几十纳米的宽度形变诱导9R相位。

金属的晶格是由一系列重复的原子层组成的,如果缺少一层,就称为堆垛层错。孪晶的形成与堆垛层错有密切关系,孪晶界则由两层堆垛层错组成。堆垛层错或晶体结构中的扭曲在铜和银等金属中很容易产生,但堆垛层错能很难在铝中引入。研究也表明孪晶界难以引入铝金属,铝中9R相的形成更是由于其高的堆垛层错能量而难以形成,但纳米孪晶和9R相纳米晶铝能使合金材料获得更高的强度、延展性和热稳定性,于是研究团队利用磁控溅射规程将铁原子引入铝材的晶体结构内,从而实现 9R 相位。该团队还采用了其他技术将铁原子引入铝材的金属结构内,如铸造技术引入铝,其新研究发现或许还能实现该应用的扩大试验,并将其应用于工业生产应用中。

Purdue大学博士后研究助理Sichuang Xue(左侧)和博士生Qiang Li正在研制超高强铝合金样品。

利用透射电子显微镜分析的样品

大多数轻量化铝合金材质较软,固有的机械强度较低,这阻碍了它在工业领域中的广泛应用。相对比高强度钢来说,由此产生的纳米孪晶铝铁合金涂层有望成为有史以来最强大的铝合金,将应用于电子、汽车及航空航天工业的耐磨耐蚀铝合金涂层领域。

责任编辑: 鲁达

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