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鋁是航空和汽車工業最有前途的材料之一。國立科技大學(MISIS)的科學家們發現了一種簡單有效的強化鋁基復合材料的方法。科學家們用鎳和鑭摻雜鋁熔體,創造了一種兼具復合材料和標準合金優點的材料:柔韌性,強度,輕盈性。有關該研究的文章發表在“ 材料快報”上。
更輕,更快的飛機和車輛需要更輕的材料。最有希望的材料之一是鋁,或者更確切地說,鋁基復合材料。
來自NUST MISIS科學院的科學家“有色金屬合金的相變和發展”為飛機和汽車工業創造了一種新的強力Al-Ni-La復合材料。將摻雜元素添加到鋁熔體中,形成特殊的化合物,進一步形成強的增強結構。
“我們的研究小組由Nikolai Belov教授領導,多年來致力于鋁基復合材料的創建.Al-Ni-La復合材料是此類項目之一,旨在創造”天然“鋁基復合材料。超過15%體積的摻雜元素。新開發的一個特點是具有超細結構的化合物的高增強能力:增強元素的直徑不超過幾十納米。以前,研究人員僅限于研究顯然不可能獲得有效的增強結構的系統。或者他們通過勞動密集型粉末冶金方法(粉末燒結)或捏合納米顆粒的液相技術制造復合材料 在融合中,“作者之一,NUST MISIS金屬成型部的研究員之一Torgom Akopyan評論道。
今天,鋁主要在納米粉末的幫助下得到增強,但這是一個非常昂貴且耗時的過程,其結果并不總是證明成本合理。例如,隨著強度增加僅5-20%,可塑性可降低幾十甚至幾倍。此外,顆粒本身太大 - 從100納米到1-2微米,它們的%vol。低。
NUST MISIS科學家的發展解決了“粉末”復合材料的不均勻增強和低密度的問題:如果使用熔化技術,在Al-Ni-La結晶后,摻雜顆粒的直徑不超過30-70納米。由于“自然”結晶,顆粒均勻分布,形成增強結構。因此,復合物比其粉末類似物變得更強和更柔韌。
“我們的復合材料已經表現出比其類似物更好的特性,包括外國的。但是,我們不會停留在這里,并且在未來我們計劃繼續致力于創造更先進,更復雜(3-,4-和更多) (階段)和廉價的復合材料,其生產周期將包括使用技術純度的鋁和更便宜的合金成分,“Torgom補充說。
據科學家稱,所提出的材料主要用于航空和汽車工業,以及現代機器人技術的設計,包括直升機,其中減輕無人機的重量是至關重要的。由于結構形成的特殊性,所提出的材料可以通過3D打印用于制造復雜部件。此外,從經濟角度來看,新發展可能具有戰略重要性。目前,俄羅斯鋁業的主要利潤份額是原鋁出口。通過擴大國內外鋁市場,創造增加附加值的新高科技發展將增加利潤 消費。
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