03
2023
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02
金屬結構材料研發趨向何方?(二)
關鍵詞:鎢鉬設備
來源:公司內部
此外,在JDZM阻燃合金、JDM1高韌耐蝕合金、JDM2高強合金等材料的研究方面取得了一系列進展,并在共電解制備Mg-RE中間合金、鎂稀土合金深度凈化、超聲陽極氧化與裝備等方面實現了技術突破。
要秉持“創新驅動發展”的理念,并結合學科發展現狀分析了發展創新轉型的關鍵問題,把材料應用設計與中國制造2050相結合,關注制造業發展。應依托優勢資源,形成綠色產業;加強基礎研究,創制中國品牌;系統集成技術,提升附加價值;組建產學聯盟,促進持續發展。
銅鋁層狀復合材料半熔態軋制技術及應用謝敬佩河南科技大學副校長
我國是鋁工業大國,也是銅材消費大國,但是我國銅資源匱乏,超過75%的銅原料需要進口,供需矛盾日益加劇/近年來,國家大力支持銅鋁復合材料的發展。2016國家自然科學基金委將“有色金屬材料設計、制備、加工和應用中的關鍵問題”;“多維、多尺度、多層次結構符合材料的優化設計原理及制備方法”作為支持項目。
銅鋁復合材料是信息技術、新能源等產業升級換代的基礎原材料,在信息技術領域,能有效降低鋁鍍銅帶來的污染,節材減重;在新能源領域,其節能環保,是散熱元件、電動汽車動力電池散熱板的較佳選擇;在建筑裝飾行業,銅幕墻、銅門等復合材料可替代純銅材料,節約材料,降低成本。此外,以鋁代銅、以鋁代鈦有利于優化國家資源結構,推動有色金屬資源結構和產業結構調整。
目前,國內外復合材料研究熱點主要集中在制備工藝、復合理論和結合機制研究、雙金屬復合材料界面研究、銅鋁層裝復合材料半熔態鑄軋復合技術以及推廣應用存在的技術瓶頸等方面。
復合材料的發展趨勢主要是以下兩點:一、異種金屬復合材料界面結構、界面適配、界面調控機制研究。基于擴散理論和能量學說,研究界面擴散與界面相變行為,建立擴散動力學模型及擴散層厚度與制備工藝變量之間的關聯性關系;探討異種金屬層狀復合過程中界面結構演變、界面化合物形成的熱力學及動力學條件,界面化合物生長控制準則;基于界面層厚度與復合材料性能的適配性研究,建立基于不同服役性能要求的定制化界面調控機制;突破異種金屬復合加工的界面適配、缺陷控制等關鍵技術。
二、寬幅異種金屬層狀復合材料協同變性機制。基于數值模擬技術和異種金屬協同變形過程中多關聯對象熱傳導擴散機理,探索異種金屬變形過程中應力場、溫度場、流變場分布、協同再結晶機制及界面結構演變機理;開展軋制工藝和熱處理工藝參數與異種金屬復合材料加工協同變形、再結晶及織構回復,組織、性能穩定性的關聯性研究,提出協同變形與再結晶的臨界條件,構建寬幅異種金屬層狀復合材料深加工工藝準則。
超輕鎂鋰合金在航空航天等領域的應用肖陽中鋁鄭州輕金屬研究院輕金屬材料研究所所長
鎂鋰合金是目前較輕的金屬結構材料,它由較輕的金屬鋰和較輕的結構金屬鎂組合而成,具有超輕、高比強度,高比模量以及優異的剛性。
鎂鋰合金是較具減重潛力的金屬結構材料,超輕鎂鋰合金的使用,將有助于實現結構減重,提升機動性和靈活性。其具有良好的導電、導熱性能,這是其它非金屬輕質材料所無法比擬的;具有突出的減震性能。鎂鋰合金具有較大的內耗系數,而內耗系數的高低表明材料在發生震動時能將更多的能量消耗于金屬內部,從而達到減震效果,提升設備的可靠性,同時可以起到降噪作用;具有優異的電磁屏蔽性能。可使設備的安全性、準確性得到大幅提升,是其它材料無法替代的;具有優異的焊接性,焊接性能是材料的重要指標,焊接連接牢固、穩定、可靠,可減輕結構重量,簡化加工與裝配工序等,可采用TlG焊、激光焊接、攪拌摩擦焊接等,技術均已成熟;良好的機械加工及冷成型能力。常規鎂合金都是熱加工成型,不能冷加工,但鎂鋰合金是可以冷加工的,并且冷加工性能非常優異,冷軋總加工率可達90%,能夠進行室溫沖壓成型,且成品率在90%以上。此外,鎂鋰合金可100%回收,回收的金屬資源可以重新投入社會進行產品配件的生產。
對減重有迫切需要的領域如航空航天、武器裝備、3C產品及其他民用領域對于鎂鋰合金的需求與日俱增。
在航天領域,結構減重可謂“克克計較”,航天飛機重量每減輕1kg,發射成本費用可減少1.5萬美元;在武器裝備領域,戰斗機重量若減輕15%,則可縮短飛機滑跑距離接觸5%,增加航程20%,提升有效載荷30%;在其他民用領域,如汽車等,汽車車身每降低100kg,二氧化碳排放量可減少9g。
制備技術的不斷進步使超輕鎂鋰合金成為理想的結構減重材料。鎂鋰合金能為我國的火箭、導彈、衛星、空間站、軍機、雷達等進行大幅度減重,解決輕質材料制約我國武器發展瓶頸問題。
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