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轻质高强全焊结构泡沫铝合金夹复合芯板
结构材料轻量化是目前国民经济、国家重大需求的重大挑战，材料结构功能一体是新材料的重要发展方向。
轻质高强泡沫铝合金复合夹芯板以超轻质的泡沫铝合金为芯层，与铝合金面板实现冶金结合，具有比重小，高刚度，高阻尼减振，高能量吸收的特点，同时实现与阻燃、电磁屏蔽功能兼容性，在先进交通、航空航天领域具有广泛的应用前景。通过可调控的芯层泡沫铝合金孔结构，复合夹芯板的实现了同等质量钢板6倍的高刚度，同时比重仅与水接近，该成果已经应用于我国重要装备制造。
北京科技大学
2025-05-21
轻质高强铝基纳米复合材料
本成果国际领先
西南交通大学
2016-06-24
高导热高强度镁合金及其制备方法
镁合金是作为一种轻质金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼性能好、电磁屏蔽效果好、铸造性能优良和加工性能好的优点，获得了广泛的应用前景。在镁合金产业化应用过程中，稀土往往作为制备过程中的优化剂来改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量，同时可大幅度提升合金的强度与延伸率。但是目前普遍使用的稀土镁合金强度低导热性能差，限制了其大规模应用。因此，开发具有高导热性、高强度的镁合金对于扩大镁合金在 5G 通信、3C 器件及汽车产品等需要高散热领域的应用，具有极其重要的意义。
高导热高强度镁合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金属，Nd 的添加可以改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量，并有效析出基体中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的导热性能和力学强度。镁合金的导热性能可以通过导热率来体现，力学性能可以通过抗拉强度，屈服强度体现。高的导热性能可以保证合金在散热器件领域的热导性能指标，使器件可以具有较快的热量传输能力，使设备内部热量及时排出;高的力学强度可以保证合金作为结构件的力学性能指标，使其作为结构件更为可靠。相较于传统镁合金，团队通过添加 Nd 稀土元素可以有效提升镁合金的导热性能和力学强度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化镁合金的织构，提升镁合金各晶粒之间的协调能力:而且 Nd 在镁合金成型过程中可以与 Zn 原子结合形成热稳定的第二相，促进动态再结晶提升镁合金的强度:此外，Nd 元素的添加会与基体中的 Zn 元素结合，减弱基体中的晶格畸变，提升镁合金的热导率。
西安交通大学
2025-02-08
高性能Al2O3弥散强化铜合金
根据强化手段的不同, 高强化铜合金可分为两类: 沉淀强化铜合金和弥散强化铜合金。沉淀强化铜合金是利用过饱和固溶体的脱溶沉淀, 通过时效热处理, 达到强化效果。但沉淀析出相在高温下会聚集长大或重新固溶于基体中, 随着强化相的消失, 沉淀强化作用也随之消失, 从而限制了这类铜合金的使用温度和应用范围。目前被大量使用的铬锆铜合金就属于这一类, 其表现为导电、导热性损失较大，软化温度低(仅为500℃) 等。因此,铬锆铜合金在做点焊电极材料使用时经常出现变形、粘附、使用寿命不长及熔敷现象, 频繁的整修和更换电极严重影响了工作效率的提高。弥散强化铜合金则是通过在金属基体中引入高度分散的热稳定性强的第二相质点，阻碍位错运动，以达到提高强度的目的。而Al2O3粒子硬度高, 热力学和化学稳定性高，熔点高，在接近铜基体熔点的温度下也不会明显粗化，可以有效提高合金的高温强度和硬度。因此，Al2O3弥散强化铜合金可以用在电阻焊电极、集成电路引线框架、微波管结构导电材料、高速列车架空导线、热核实验反应堆、连铸结晶器等方面。本研究开发的Al2O3弥散强化铜合金在保证传统工艺内氧化、还原彻底性和烧结致密性的前提下简化了工艺过程降低了生产成本。 主要性能指标 1.抗拉强度σb：420～560MPa； 2.延伸率：12～20%； 3.导电率：78～85%IACS； 4.软化温度：900℃； 5.导热率：320～340W/ m·K； 6.电阻焊电极使用寿命为传统Cr-Zr-Cu合金的3倍以上
上海理工大学
2021-04-11
废杂铜制备高品质黄铜合金技术及装备
以废杂黄铜直接材料化生产高精度易切削黄铜材为目标，发明了废杂黄铜熔炼制备易切削黄铜用除铁精炼剂，实现了保锌除杂和黄铜制品成分精确控制；成功研发了双联体并联熔炼炉及机械捣料搅拌等熔铸成套装备，日均产量提升 45%，单位能耗下降 12.5%，设备自动化程度高、热能利用效果好；集成创新了铜线和铜棒连续自动化生产技术，并建成了生产线，提出了黄铜合金塑性变形的微区调整和控制技术，提升了铜合金产品的力学性能，实现了高精密近终形异型材的直接制备。该项目集成创新了废杂铜精细化预处理工艺和设备配置，大幅提升了废杂铜的处理工效，保障了产品质量和性能的稳定，并建成了 10 万吨年产能的生产线。
北京科技大学
2021-04-13
一种半固态铜合金连续铸造装置与方法
本发明公开了一种半固态铜合金连续铸造装置与方法。本发明的装置包括炉体，机械搅拌装置从上方插入所述炉体中，所述机械搅拌装置的搅拌头呈螺旋状；所述炉体中还设有热电偶，所述热电偶电性连接至设置于所述炉体外的ＰＩＤ温度控制器，所述ＰＩＤ温度控制器电性连接至高频感应加热器；所述炉体还通过液体管道与水箱、水泵流量计串连；牵引棒的一端从下方插入所述炉体中，另一端固
东南大学
2021-04-14
高性能Al2O3弥散强化铜合金
根据强化手段的不同，高强化铜合金可分为两类: 沉淀强化铜合金和弥散强化铜合金。沉淀强化铜合金是利用过饱和固溶体的脱溶沉淀，通过时效热处理，达到强化效果。但沉淀析出相在高温下会聚集长大或重新固溶于基体中，随着强化相的消失，沉淀强化作用也随之消失，从而限制了这类铜合金的使用温度和应用范围。目前被大量使用的铬锆铜合金就属于这一类，其表现为导电、导热性损失较大，软化温度低(仅为500℃) 等。因此，铬锆铜合金在做点焊电极材料使用时经常出现变形、粘附、使用寿命不长及熔敷现象，频繁的整修和更换电极严重影响了工作效率的提高。弥散强化铜合金则是通过在金属基体中引入高度分散的热稳定性强的第二相质点，阻碍位错运动，以达到提高强度的目的。而Al2O3粒子硬度高，热力学和化学稳定性高，熔点高，在接近铜基体熔点的温度下也不会明显粗化，可以有效提高合金的高温强度和硬度。因此，Al2O3弥散强化铜合金可以用在电阻焊电极、集成电路引线框架、微波管结构导电材料、高速列车架空导线、热核实验反应堆、连铸结晶器等方面。本研究开发的Al2O3弥散强化铜合金在保证传统工艺内氧化、还原彻底性和烧结致密性的前提下简化了工艺过程降低了生产成本。
上海理工大学
2021-04-13
高速列车用高Mn铝镁合金光亮焊丝项目
我国高速列车制造所用高档铝合金光亮焊丝主要为ER5356、ER5183、ER5087三种铝合金焊丝，它们针主要对的是时速300公里以下的高速列车的制造。目前我国高速列车时速已达350公里，因此需要采用性能更高的高档铝合金光亮焊丝。本项目的新型高Mn铝镁合金焊丝就是针对性能更高的高档铝合金光亮焊丝这一需求开发的。 开发高速列车用高Mn铝镁合金光亮焊丝产品需要具备铝合金高冶金质量熔炼及半连续铸造的生产条件，其中所限制的元素将低到所要求的含量以下：铍含量小于0.0008%(wt)、氢含量小于0.18ml/100g、钠含量小于0.0010%(wt)。保证合金锭坯成分精确，渣、气含量低，冶金质量好。经最终光亮拉拔及处理后焊丝表面光亮光洁、尺寸精确。经上述条件生产高Mn铝镁合金光亮焊丝焊接5083铝合金板材，与目前使用的ER5356、ER5183、ER5087三种铝合金焊丝相比，其焊口屈服强度、抗拉强度明显提高，更接近合金母材的水平，且焊缝弯曲性能良好，符合（ISO058173：2000（E））［金属材料焊缝的破坏试验——弯曲试验］国际标准的质量要求。焊缝力学性能与现有焊丝焊缝的比较见下表： 本项目最适合在已具备铝合金高冶金质量熔炼及半连续铸造的铝合金加工厂进行。目前每年我国进口各种规格高档铝合金焊丝约1万吨。虽然铝原材料的价格不断下降，已接近10000元/吨，但高档铝合金光亮焊丝的价格并未明显降低，因此高档铝合金光亮焊丝是高附加值的产品，可获得较大的利润。
东北大学
2021-04-11
高强度铝合金构件成型技术
本项目在铝合金熔炼铸造工艺过程中自主研制了新型的变质、细化熔剂，常规铸件晶粒尺度达到ASTM 3-5级。运用自制的气体精练设备可使合金含氢量控制在30ppm以下。合金常规力学性能在不进行化学成分调整的前提下，一般超国标或航标10-20%。 主要性能指标1. 铸件晶粒尺度达到ASTM 3-5级；2. 合金含氢量在30ppm以下；3. 常规力学性能一般超国标或航标10-20%。 运用本成果制造的高强度铝合金复轨器，已获得国家专利（91 2 01241.2）。该部件具有强度高重量轻及结构合理的优点，用以取代现在使用的钢制复轨器。主要用于铁路机车矿山机车等有轨运输机械，设备在运行过程中发生出轨道事故后，利用机车动力进行自救复轨的机械。由于采用了新型高强度铝合金及设备结构的计算机强度辅助设计思想，使该产品的重量较原来钢制设备的重量减轻一半以上，使机车驾驶人员完全可以实现自救，项目成果已为铁道部提供近1000套该种设备，同时正在积极开发小型矿用复轨产品。
北京航空航天大学
2021-04-13
超细晶高强多孔铁合金
本项目开发的超细晶高强多孔铁合金具有精细细小（均小于5微米），强度高、韧性好、质轻等特点。根据不同需要可制备出孔隙率从10-50%的多孔结构，孔径在1微米左右。当孔隙率为20%时，最高抗压强度超过了1000MPa。当孔隙率达到50%左右时，抗压强度超过了400MPa，压缩率超过50%而不断裂。该合金具有非常好的软磁性能，可用于轻质铁磁性材料的制备。
西南交通大学
2015-01-26