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03

2023

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02

金属结构材料研发趋向何方?(二)

关键词:钨钼设备

来源:公司内部


此外,在JDZM阻燃合金、JDM1高韧耐蚀合金、JDM2高强合金等材料的研究方面取得了一系列进展,并在共电解制备Mg-RE中间合金、镁稀土合金深度净化、超声阳极氧化与装备等方面实现了技术突破。

要秉持“创新驱动发展”的理念,并结合学科发展现状分析了发展创新转型的关键问题,把材料应用设计与中国制造2050相结合,关注制造业发展。应依托优势资源,形成绿色产业;加强基础研究,创制中国品牌;系统集成技术,提升附加价值;组建产学联盟,促进持续发展。

铜铝层状复合材料半熔态轧制技术及应用谢敬佩河南科技大学副校长

我国是铝工业大国,也是铜材消费大国,但是我国铜资源匮乏,超过75%的铜原料需要进口,供需矛盾日益加剧/近年来,国家大力支持铜铝复合材料的发展。2016国家自然科学基金委将“有色金属材料设计、制备、加工和应用中的关键问题”;“多维、多尺度、多层次结构符合材料的优化设计原理及制备方法”作为支持项目。

铜铝复合材料是信息技术、新能源等产业升级换代的基础原材料,在信息技术领域,能有效降低铝镀铜带来的污染,节材减重;在新能源领域,其节能环保,是散热元件、电动汽车动力电池散热板的较佳选择;在建筑装饰行业,铜幕墙、铜门等复合材料可替代纯铜材料,节约材料,降低成本。此外,以铝代铜、以铝代钛有利于优化国家资源结构,推动有色金属资源结构和产业结构调整。

目前,国内外复合材料研究热点主要集中在制备工艺、复合理论和结合机制研究、双金属复合材料界面研究、铜铝层装复合材料半熔态铸轧复合技术以及推广应用存在的技术瓶颈等方面。

复合材料的发展趋势主要是以下两点:一、异种金属复合材料界面结构、界面适配、界面调控机制研究。基于扩散理论和能量学说,研究界面扩散与界面相变行为,建立扩散动力学模型及扩散层厚度与制备工艺变量之间的关联性关系;探讨异种金属层状复合过程中界面结构演变、界面化合物形成的热力学及动力学条件,界面化合物生长控制准则;基于界面层厚度与复合材料性能的适配性研究,建立基于不同服役性能要求的定制化界面调控机制;突破异种金属复合加工的界面适配、缺陷控制等关键技术。

二、宽幅异种金属层状复合材料协同变性机制。基于数值模拟技术和异种金属协同变形过程中多关联对象热传导扩散机理,探索异种金属变形过程中应力场、温度场、流变场分布、协同再结晶机制及界面结构演变机理;开展轧制工艺和热处理工艺参数与异种金属复合材料加工协同变形、再结晶及织构回复,组织、性能稳定性的关联性研究,提出协同变形与再结晶的临界条件,构建宽幅异种金属层状复合材料深加工工艺准则。

超轻镁锂合金在航空航天等领域的应用肖阳中铝郑州轻金属研究院轻金属材料研究所所长

镁锂合金是目前较轻的金属结构材料,它由较轻的金属锂和较轻的结构金属镁组合而成,具有超轻、高比强度,高比模量以及优异的刚性。

镁锂合金是较具减重潜力的金属结构材料,超轻镁锂合金的使用,将有助于实现结构减重,提升机动性和灵活性。其具有良好的导电、导热性能,这是其它非金属轻质材料所无法比拟的;具有突出的减震性能。镁锂合金具有较大的内耗系数,而内耗系数的高低表明材料在发生震动时能将更多的能量消耗于金属内部,从而达到减震效果,提升设备的可靠性,同时可以起到降噪作用;具有优异的电磁屏蔽性能。可使设备的安全性、准确性得到大幅提升,是其它材料无法替代的;具有优异的焊接性,焊接性能是材料的重要指标,焊接连接牢固、稳定、可靠,可减轻结构重量,简化加工与装配工序等,可采用TlG焊、激光焊接、搅拌摩擦焊接等,技术均已成熟;良好的机械加工及冷成型能力。常规镁合金都是热加工成型,不能冷加工,但镁锂合金是可以冷加工的,并且冷加工性能非常优异,冷轧总加工率可达90%,能够进行室温冲压成型,且成品率在90%以上。此外,镁锂合金可100%回收,回收的金属资源可以重新投入社会进行产品配件的生产。

对减重有迫切需要的领域如航空航天、武器装备、3C产品及其他民用领域对于镁锂合金的需求与日俱增。

在航天领域,结构减重可谓“克克计较”,航天飞机重量每减轻1kg,发射成本费用可减少1.5万美元;在武器装备领域,战斗机重量若减轻15%,则可缩短飞机滑跑距离接触5%,增加航程20%,提升有效载荷30%;在其他民用领域,如汽车等,汽车车身每降低100kg,二氧化碳排放量可减少9g。

制备技术的不断进步使超轻镁锂合金成为理想的结构减重材料。镁锂合金能为我国的火箭、导弹、卫星、空间站、军机、雷达等进行大幅度减重,解决轻质材料制约我国武器发展瓶颈问题。