傳統(tǒng)鋁合金材料+新工藝=新型鋁合金材料

　　據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的研究人員展示先進(jìn)的制造工藝，利用高性能鋁合金粉，直接一步制成納米結(jié)構(gòu)鋁棒和管。研究小組采用全新固相加工方法，減去傳統(tǒng)鋁合金粉末擠壓加工的若干步驟，產(chǎn)品的延展性得到顯著的提高，即材料斷裂前的拉伸距離。

　　傳統(tǒng)鋁合金粉末擠壓工藝必須先把松散的粉末裝進(jìn)罐里，然后真空抽氣進(jìn)行“脫氣”。接著密封罐體，熱壓，預(yù)加熱，放入擠壓機(jī)。擠出后，移除罐體或“倒空”，露出由固結(jié)粉末構(gòu)成的擠出部分。這個(gè)工藝耗能高、工序復(fù)雜，需要多個(gè)步驟才能批量生產(chǎn)，一般只是被利用與航天航空領(lǐng)域。相對(duì)于因汽車輕量化需求而使用這種工藝，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。

　　對(duì)于這項(xiàng)工藝的研究，研究人員摘去了多個(gè)步驟，使用剪切輔助加工和擠壓技術(shù)(簡(jiǎn)稱ShAPE)，將粉末倒入開(kāi)放容器中，然后將旋轉(zhuǎn)的擠壓模具壓入粉末中，在粉末與模具的交界面產(chǎn)生熱量。無(wú)需罐裝、脫氣、熱壓、預(yù)熱和除罐，便可直接從粉末中擠出納米結(jié)構(gòu)鋁棒。

　　NNL材料科學(xué)家Scott Whalen領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究。他說(shuō)：“這是首次公開(kāi)發(fā)表的此類實(shí)例，使用ShAPE之類單步工藝，將鋁合金粉末固化成納米結(jié)構(gòu)擠壓件。減少加工步驟和加熱過(guò)程，將大大減少生產(chǎn)時(shí)間，同時(shí)降低成本和產(chǎn)品內(nèi)部吸收的能量，可以幫助汽車制造商，生產(chǎn)更便宜、更輕、更省油的乘用車?！?/p>

　　研究小組發(fā)現(xiàn)，采用ShAPE技術(shù)擠出的鋁合金，延展性明顯得到改善，是常規(guī)擠壓產(chǎn)品的二至三倍，而且強(qiáng)度相當(dāng)。為了解其中原因，研究人員采用透射電子顯微鏡，觀察粉末和擠出材料的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，ShAPE技術(shù)能夠細(xì)化非鋁材料的微小強(qiáng)化顆粒，使其尺寸縮減至納米級(jí)，并均勻分布在鋁基體上，從而提高延展性。

　　科技的發(fā)展與材料的關(guān)系密不可分，在一定程度上，科技的發(fā)展就是材料的發(fā)展。而汽車輕量化的發(fā)展必將促進(jìn)鋁合金、鋁型材的材料的發(fā)展。

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