03
2023
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02
金屬結(jié)構(gòu)材料研發(fā)趨向何方?(二)
關(guān)鍵詞:鎢鉬設(shè)備
來源:公司內(nèi)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(xiàn)了技術(shù)突破。
要秉持“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”的理念,并結(jié)合學科發(fā)展現(xiàn)狀分析了發(fā)展創(chuàng)新轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵問題,把材料應(yīng)用設(shè)計與中國制造2050相結(jié)合,關(guān)注制造業(yè)發(fā)展。應(yīng)依托優(yōu)勢資源,形成綠色產(chǎn)業(yè);加強基礎(chǔ)研究,創(chuàng)制中國品牌;系統(tǒng)集成技術(shù),提升附加價值;組建產(chǎn)學聯(lián)盟,促進持續(xù)發(fā)展。
銅鋁層狀復合材料半熔態(tài)軋制技術(shù)及應(yīng)用謝敬佩河南科技大學副校長
我國是鋁工業(yè)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(fā)展。2016國家自然科學基金委將“有色金屬材料設(shè)計、制備、加工和應(yīng)用中的關(guān)鍵問題”;“多維、多尺度、多層次結(jié)構(gòu)符合材料的優(yōu)化設(shè)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(shù)、新能源等產(chǎn)業(yè)升級換代的基礎(chǔ)原材料,在信息技術(shù)領(lǐng)域,能有效降低鋁鍍銅帶來的污染,節(jié)材減重;在新能源領(lǐng)域,其節(jié)能環(huán)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(yè),銅幕墻、銅門等復合材料可替代純銅材料,節(jié)約材料,降低成本。此外,以鋁代銅、以鋁代鈦有利于優(yōu)化國家資源結(jié)構(gòu),推動有色金屬資源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。
目前,國內(nèi)外復合材料研究熱點主要集中在制備工藝、復合理論和結(jié)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(tài)鑄軋復合技術(shù)以及推廣應(yīng)用存在的技術(shù)瓶頸等方面。
復合材料的發(fā)展趨勢主要是以下兩點:一、異種金屬復合材料界面結(jié)構(gòu)、界面適配、界面調(diào)控機制研究?;跀U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(guān)聯(lián)性關(guān)系;探討異種金屬層狀復合過程中界面結(jié)構(gòu)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(diào)控機制;突破異種金屬復合加工的界面適配、缺陷控制等關(guān)鍵技術(shù)。
二、寬幅異種金屬層狀復合材料協(xié)同變性機制?;跀?shù)值模擬技術(shù)和異種金屬協(xié)同變形過程中多關(guān)聯(lián)對象熱傳導擴散機理,探索異種金屬變形過程中應(yīng)力場、溫度場、流變場分布、協(xié)同再結(jié)晶機制及界面結(jié)構(gòu)演變機理;開展軋制工藝和熱處理工藝參數(shù)與異種金屬復合材料加工協(xié)同變形、再結(jié)晶及織構(gòu)回復,組織、性能穩(wěn)定性的關(guān)聯(lián)性研究,提出協(xié)同變形與再結(jié)晶的臨界條件,構(gòu)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(lǐng)域的應(yīng)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(jié)構(gòu)材料,它由較輕的金屬鋰和較輕的結(jié)構(gòu)金屬鎂組合而成,具有超輕、高比強度,高比模量以及優(yōu)異的剛性。
鎂鋰合金是較具減重潛力的金屬結(jié)構(gòu)材料,超輕鎂鋰合金的使用,將有助于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)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(zhì)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(nèi)耗系數(shù),而內(nèi)耗系數(shù)的高低表明材料在發(fā)生震動時能將更多的能量消耗于金屬內(nèi)部,從而達到減震效果,提升設(shè)備的可靠性,同時可以起到降噪作用;具有優(yōu)異的電磁屏蔽性能??墒乖O(shè)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(yōu)異的焊接性,焊接性能是材料的重要指標,焊接連接牢固、穩(wěn)定、可靠,可減輕結(jié)構(gòu)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(shù)均已成熟;良好的機械加工及冷成型能力。常規(guī)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(yōu)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(chǎn)品配件的生產(chǎn)。
對減重有迫切需要的領(lǐng)域如航空航天、武器裝備、3C產(chǎn)品及其他民用領(lǐng)域?qū)τ阪V鋰合金的需求與日俱增。
在航天領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)減重可謂“克克計較”,航天飛機重量每減輕1kg,發(fā)射成本費用可減少1.5萬美元;在武器裝備領(lǐng)域,戰(zhàn)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(lǐng)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(shù)的不斷進步使超輕鎂鋰合金成為理想的結(jié)構(gòu)減重材料。鎂鋰合金能為我國的火箭、導彈、衛(wèi)星、空間站、軍機、雷達等進行大幅度減重,解決輕質(zhì)材料制約我國武器發(fā)展瓶頸問題。
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