2024-05-30 13:00
颗粒增强铝基复合材料（PRAMC）是一种利用纳米颗粒来增强铝基体的复合材料，在航空航天和汽车行业中表现出巨大的应用潜力。这些材料结合了铝基体和增强颗粒的优点，包括高比强度、高比模量和良好的耐磨性，因此在提高能源效率和减少排放方面被汽车和航空航天行业视为最有希望和最经济的材料。然而，PRAMC的强度和延展性互相制约，严重限制其应用。
据外媒报道，为了解决这一长期存在的挑战，由南京理工大学材料科学与工程学院纳米异构材料中心的聂金凤教授和赵永好教授领导的团队开发了一种新策略，可以提高PRAMC的强度和延展性协同作用。这项研究成果发表在《中国有色金属学会会刊》上。
赵教授解释了他们的研究动机：“研究表明，增强颗粒的空间构型对提高PRAMC的强度和延展性起着至关重要的作用。此外，在铝基体中引入异质结构，该结构由与本体性质截然不同的纳米颗粒区构成，可以提高传统材料的强度和延展性。因此，我们开发了一种策略，通过引入异质结构并调节其颗粒构型来改善PRAMC的力学性能。”
研究人员首先利用液固反应制备了异质结构氮化铝/铝（AlNp/Al）复合材料，然后进行热挤压。所得到的复合材料由分布在Al基体内的大簇AlNp颗粒组成，这对机械性能不利。为了调节空间颗粒分布，研究人员对挤压复合材料进行了热轧。聂教授表示：“在塑性变形处理过程中（如轧制、高压扭转等），材料中会积累较大的塑性变形，这可以调节异质微型结构。”热轧在500℃下进行，等效应变为0.7–1.4。
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