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纳米技术使特种铝合金可焊接

时间:2021-10-09 来源网站:西安化工机械网

据悉,美国科学家借助纳米粒子让难被焊接的AA7075铝合金变得易于焊接,得到的产品有望应用于汽车制造等领域,使其生产的零部件更轻便、更节能,同时保持高强度。

20世纪40年代,科学家便开发出了AA7075铝合金,其强度几乎与钢一样坚固,但重量仅为钢的三分之一,因此有助于提高交通工具的燃油和电池效率,目前已被用于飞机机身、机翼,智能手机外壳和攀岩登山扣等领域上。

但AA7075铝合金有一个缺点则是很难被焊接,特别是无法在用于汽车制造中使用的焊接方法进行焊接,主要因为AA7075铝合金在焊接过程中会被加热,其分子结构会使其构成元素铝、锌、镁、铜流动不均匀,导致焊接出来的产品存在裂缝,使其无法被广泛采用。

当下,加州大学洛杉矶分校的工程师开发出了一种焊接AA7075的新方法——将碳化钛纳米颗粒(大小仅为十亿分之一米)注入AA7075的焊丝内,让这些纳米颗粒充当连接件之间的填充材料。使用这种新方法,生产出的焊接接头的抗拉强度高达392兆帕。相比之下,当下用于飞机和汽车零部件的AA6061铝合金焊接接头的抗拉强度仅为186兆帕。根据该研究,将焊后的AA7075进行热处理,可将合金接头的抗拉强度提高到551兆帕,可与钢材相媲美。新研究还显示,注入了纳米粒子的填充焊丝也可以连接其他难以焊接的金属和合金。

该研究主要负责人李晓春(音译)说:“新技术有望使这种高强度的铝合金广泛应用于那些能大规模制造的产业上,比如汽车或自行车。该技术可以使用他们已经拥有的相同工艺和设备,并将这种超强铝合金纳入其制造工艺中,使其产品更轻便、更节能,同时仍能保持其强度。”

据了解,目前该项目研究人员已经与一家自行车制造商合作,使用该合金制造自行车车身。

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