微米和纳米科技材料

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

美国普渡大学研发团队采用激光束使二氧化硅微粒以600 米 / 秒的射速轰击超薄铝膜,这种方式大幅加快各类合金件的筛选测试,并将其用于耐冲击应用中。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。

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

美国普渡大学研发出堪比不锈钢强度的纳米孪晶铝铁合金涂层

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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。

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

美国普渡大学研发出堪比不锈钢强度的纳米孪晶铝铁合金涂层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。

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

美国普渡大学研发出堪比不锈钢强度的纳米孪晶铝铁合金涂层

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。

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