普渡大学研制出新型铝合金材料，强度可与不锈钢相媲美

上图为Qiang Li在计算机上调试即将进行的涂层沉积程序，Yifan Zhang正将样品装到磁控溅射室中，以制备高强度的铝合金涂层。 来源：普渡大学

普渡大学的研究人员开发出一种超强铝合金材料，该材料的工业化应用将为汽车和航空航天工业带来革命性的变化。

由普渡大学材料工程学院Xinghang Zhang教授领导的团队，研究出了一种高强度铝合金涂层。据Zhang教授介绍，由于铝合金在汽车制造商和航空航天领域有着得天独厚的优势，所以人们对于这种材料的需求也在日益增加。

“我们成功研发出了一种非常耐用且轻质的铝合金材料，其强度不仅可与不锈钢相媲美。”Zhang教授说，“而且我们铝合金的密度要更低，这在航空航天减重方面有着重大的意义，提供了很多不锈钢在实际应用中不具备的特性。”

Purdue大学团队的另一位成员，材料工程研究生Yifan Zhang表示，他们研发的新型铝合金可用于制造耐磨和耐腐蚀的机械零部件，例如用于航空航天发动机或特殊零部件的涂层等领域。

一种被称为9R相的堆垛层错，具有非常特殊的意义。普渡大学的研究人员通过一种特殊方法，在铝中同时引入9R相和孪晶界，导致了所谓的纳米孪晶和复杂堆垛层错的出现，成功提高了材料的强度、延展性，同时也增加了材料的热稳定性。

“通常9R型的堆垛层错在铝中是很少见的，”该团队成员Qiang Li说，“我们将纳米晶粒中的双边界和9R相引入到轻质铝合金中，这些铝合金在应力作用下表现出优异的塑性和强度。除了涂层应用外，我们同样也在研究块状高强铝合金的应用潜力。”

该团队还通过将铁或钛原子引入到铝晶体结构中，开发出了一种超强合金涂层技术。由此产生的“纳米双晶”铝-铁合金涂层，被证明是有史以来最强的铝合金之一，其性能可与高强钢相媲美。

该研究成果被发表在了新近一期的《Advanced Materials》杂志和《Scripta Materialia》杂志上。


原文来自：phys.org，原文题目：Superstrong Al alloys may change manufacturing processes for automobiles, aerospace devices，由材料科技在线团队翻译整理。