本技术利用微喷射粘结3D打印技术将钨粉和非晶合金粉末制成预压坯，将预压坯进行加热抽真空，采用热等静压进行热压成形，制备出钨颗粒体积分数高、非晶合金基体为完全非晶态结构且力学性能好的复合材料。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 非晶合金因其独特的非晶态结构，具有明显优于传统晶态合金的力学、物理和化学性能，如高强度，良好的耐磨性和耐腐蚀性等性能，但是非晶合金最大的的缺陷是缺乏宏观室温塑性，仅表现出极小的塑性变形能力。在非晶合金中添加晶体钨，既能增加材料密度，也可以在非晶基复合材料的塑性变形过程中诱发非晶基体中多剪切带的萌生和扩展，保证相应的非晶基复合材料具有高强度、剪切“自锐性”等特性，同时又增加塑性与韧性，使其应用范围更加广泛。粉末冶金可以突破尺寸和形状限制，相比传统制备方法具有众多有益效果，但是金属钨与非晶合金的密度差异显著，通过直接球磨混粉的方式很难将两种粉末混合均匀。 本技术利用微喷射粘结3D打印技术将钨粉和非晶合金粉末制成预压坯，将预压坯进行加热抽真空，采用热等静压进行热压成形，制备出钨颗粒体积分数高、非晶合金基体为完全非晶态结构且力学性能好的复合材料。项目旨在得到一种大尺寸、外加高含量且能均匀分布的小颗粒韧性相非晶基复合材料的制备方法。对于制备粉末密度差异大的其他复合材料同样具有重要的指导意义。

雾化喷射沉积成形技术近年来被广泛用于研究和发展高性能的快速凝固材料。该技术最突出的创新点在于，将液态金属的雾化和雾化熔滴的沉积自然地结合在一起，是一种短流程快速凝固体材料制备新技术。喷射沉积成形块体致密件的形成，是在特定条件下的凝固过程。其基本特点是在沉积表面形成一层极薄的液膜，块体致密件的形成则是这一液膜不断凝固、推进的过程。在多年研究喷射成形技术的基础上，杨滨教授及其课题组成员近年利用喷射沉积成形技术成功地制备出了最大直径为380mm、最大厚度12～13mm的La62Al15.7(Cu, Ni)22.3大块非晶合金，这是国际上迄今报导的最大尺寸的镧基非晶合金样品。DSC测试结果表明，沉积态La62Al15.7(Cu, Ni)22.3非晶合金的过冷液相区宽度DTx和约化玻璃转变温度Trg均高于单辊旋转熔体快淬或铜模铸造法制备的同成分非晶合金。 已获得中国发明专利，杨滨，刘宗峰，张勇，张济山，陈国良，一种喷射沉积成形制备镧基大块非晶合金的方法，专利号：ZL200510086239.6。“高熔点高合金化材料快速凝固气雾化制备技术”，获中国有色金属工业科学技术奖一等奖（2003.12）。

本发明公开了一种非晶合金零件的快速成形方法，包括首先对 电磁成形系统中的电容器充电，然后采用电脉冲放电对非晶合金进行 快速升温使其温度升至过冷液态温度，在温度达到设定温度停止电脉 ·549·冲放电，同时使所述电磁成形系统的电容器放电，产生电磁力并驱动 过冷液态的非晶合金变形至模具中，即可实现非晶合金零件的快速成 形。本发明还公开了利用上述方法所制备的非晶合金零件。本发明通 过对热塑性成形过程中的加热方式、成形驱动方式

本发明公开了一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法及装置， 该方法包括：非晶合金样件在感应电流的作用下升温至过冷液态区， 同时在洛伦兹力的驱动下变形至模具冷却成形；感应电流和洛伦兹力均由成形线圈放电产生，感应电流由设置在成形线圈周围的导体在成 形线圈放电过程中感应产生，洛伦兹力由放电过程中成形线圈产生的 磁场与非晶合金样件流过的感应电流共同作用产生，导体与非晶合金 样件构成感应回路，以使感应电流流过所述非晶合金样件。非晶合金 样件的升温、成形、冷却过程在数毫秒脉冲放电时间内一次完成，具 有升温、成形、冷

一、研究背景 热浸镀锌是用于钢铁材料腐蚀防护最主要的方法之一。为了应对现代科技对钢铁耐腐蚀性日益增长的要求，欧美、日韩等一些发达国家先后研发出了一批具有高耐腐蚀性的热浸镀用Zn-Al系合金材料（见表1），尤其是Zn-Al-Mg合金具有优异的耐腐蚀性，如日本新日铁公司开发的SuperDyma合金镀层，耐蚀性大约为普通纯锌镀层的15倍以上，可与部分不锈钢相媲美，但是成本远低于不锈钢产品，具有极大的市场价值。 我国是世界上最大的热镀锌板生产国，而山东省的热镀锌板产能位居全国第一，但绝大部分为普通镀锌板，以及少量的镀铝锌硅板产品。因此，研究和开发高耐腐蚀性Zn-Al-Mg合金镀层材料，对山东省钢铁材料产业的转型升级具有非常重要的经济和社会价值。 二、项目内容 本项目系统研究了Ti, Sb元素对热浸镀Zn-11Al-3Mg合金组织与性能的影响。通过XRD对Zn-11Al-3Mg-Ti-Sb合金试样进行了物相分析，通过SEM和EDS观察和分析了合金试样的组织结构，通过洛氏硬度计测量分析了合金试样的硬度性能，通过电化学阻抗分析和电化学极化分析，研究了不同含量Ti、Sb元素对合金耐腐蚀性能的影响，并在实验室进行了钢板热浸镀实验。 三、项目产业化可行性分析 前已述及，本项目市场前景非常广阔，目前日韩等国生产的热浸镀Zn-Al-Mg板材在国内市场已有销售，售价比国内普通热镀锌板贵一倍以上，产品增值极为显著。本项目技术创新达到了国内领先水平，已经获得国家发明专利授权（图4），技术转化条件趋近成熟，实验室也进行了小批量的热浸镀实验。我们希望与省内具有较强实力的热浸镀板生产厂家进行合作，继续完成相关性能的测试和中试试验，早日实现该项目的产业化生产。 四、项目负责人及团队简介 项目负责人：周国荣，博士，副教授，目前主要从事金属板材涂镀材料的研究，承担山东省重点研发计划1项，完成山东省博士基金1项，同时参与了多项国家和省部级项目的研究，已发表SCI/EI收录的研究论文20余篇，已获国家发明专利授权3项，曾于2011年10月赴韩国国立庆尚大学访学1年； 项目组成员包括教授1人、副教授2人、讲师2人、硕士研究生2人，秉持严谨踏实、团结协作的精神，致力于实践“学以致用、学有所用”的宗旨，期望发挥高校科研能力强之长，增补企业研发力量弱之短，努力实现产学研紧密结合，将实验室的科研能力转化为企业的产品竞争力，为祖国早日成为世界制造强国添砖加瓦！

该技术采用共沉积+剥离+破碎法制备非晶合金粉末，摆脱了水雾法对非晶成形能力的限制，适用于可以与铁、钴、镍一起共沉积元素合金体系非晶合金粉末的生产。该粉末适合用于磁性材料、催化剂等领域。 该成果已申请一系列（镍基、铁基、钴基的非晶电镀，非晶粉末，催化电极等）发明专利，已有部分取得授权。

本发明公开了一种使用中间层扩散制备多层非晶合金与铜复合 结构的方法，包括如下步骤：对非晶合金和铜片进行切割、研磨、抛 光和清洗，同时用刀片将中间层划分成规定的尺寸，对非晶合金薄片， 中间层以及铜薄片进行组装和固定，以形成固定后的工件，将固定后 的工件放进真空扩散炉中，使中间层溶解于非晶合金薄片与铜薄片中实现扩散焊接。本发明使用中间层能够降低扩散温度，使得非晶合金 薄板在扩散后中仍然保持非晶态。复合结构具有非晶合金的强度和铜 的韧性，能阻断非晶合金塑性变形时剪切带的延伸，从而避免了纯非 晶合金材料容易脆断的问题，增强抗剪切能力，焊接后薄片表面质量 高，连接可靠。

本发明公开了一种使用中间层扩散制备多层非晶合金与铜复合结构的方法，包括如下步骤：对非晶合金和铜片进行切割、研磨、抛光和清洗，同时用刀片将中间层划分成规定的尺寸，对非晶合金薄片，中间层以及铜薄片进行组装和固定，以形成固定后的工件，将固定后的工件放进真空扩散炉中，使中间层溶解于非晶合金薄片与铜薄片中实现扩散焊接。本发明使用中间层能够降低扩散温度，使得非晶合金薄板在扩散后中仍然保持非晶态。复合结构具有非晶合金的强度和铜的韧性，能阻断非晶合金塑性变形时剪切带的延伸，从而避免了纯非晶合金材料容易脆断的问题，增

轻量化和绿色制造是实现航空航天和交通运输等领域节能减排的重要手段，铝合金是其轻量化首选，但传统铝合金服役性能不能满足高端制造业发展的要求，制造过程也存在高污染、高能耗、质量不稳定等问题。以新思路、新原理、新材料、新工艺克服关键共性难题，突破铝合金力学性能瓶颈、取代落后工艺是必然选择。 本项目以多相熔体原子团簇演变调控为突破口，发明系列纳米晶种材料，提出纳米晶种技术，已成为大幅提升铝合金的综合性能和加工工艺性能的创新手段。 传统铸造铝硅合金生产中通常添加磷盐、赤磷或磷铜合金调控共晶及过共晶Al-Si合金中的初晶硅相的尺寸、形貌及分布，但存在磷量不可控、变质效果及产品质量不稳定、P2O5污染严重的问题。生产中通常采用传统Al-Ti-B及Al-Ti-C细化剂铝合金基体的α-Al枝晶，但是因Si“中毒”及Zr “中毒”，对含Si或含Zr铝合金几乎失去细晶强化作用。基于以上难题，山东大学发明了用于调控初晶硅相的Al-P系纳米晶种材料及用于铝合金晶粒细化的强效AlTiC-B系纳米晶种材料。 Al-P系纳米晶种：①节能减排：与传统工艺相比，避免了P2O5有毒气体排放，简化工序，节能降耗。②产品质量提升：实现了初晶硅尺度及构型高效调控，铝活塞铸件抗拉强度提升0%，体积稳定性和可靠性显著提高。③高纯化：可将铝熔体中Ca、Na、Sr含量分别由22 ppm、14ppm、14 ppm降低至1 ppm以下。 AlTiC-B系纳米晶种：①解决了Si、Zr细化“中毒”等难题，有效调控基体相。②提升了Al-Cu系铝熔体的流动性，解决了热裂、浇不足等行业难题。③提升了铸件性能：与传统Al-Ti-B相比，使A356合金屈服强度提高15%，延伸率提高37%；使2024合金抗拉强度由398MPa提升至550MPa，延伸率由9.8%提升至15.5%。 获奖情况:2016年度山东省技术发明一等奖，纳米晶种合金系列产品与耐热高强轻金属材料的创制及应用2009年度山东省技术发明二等奖，硅-磷和铝-磷合金研制与发动机活塞材料强化新技术2005年度山东省科技进步二等奖，富磷富碳中间合金的研究与应用2004年度教育部技术发明二等奖，高效Al-P中间合金及其变质处理