南粤海智 > 海智项目>> 项目供应 > 项目信息
  • 项目名称:用于高温环境、高强度的基于铝的纳米复合材料阅读数:
  • 技术名称:
  • 关键字:
  • 应用领域:材料
  • 技术领域:
  • 合作方式:
  • 知识产权:
  • 详细资料:
  • 基本技术信息:
  • 技术描述:
  • 技术详情:

    项目简介
    由牛津大学领导的合作团队开发出一种全新的适用于高温环境的具有纳米结构的铝合金和纳米复合材料。该团队正在寻求具有能力实现完全商业试验和制造的合作伙伴。

    背景
    能够实现高温环境下强度和韧度都大幅提高的新的块状合金的开发是具有极大需求的,尤其体现在航空、国防和汽车工业中的多种技术路线图中,以及世界范围内铝的供应链。

    此外,法规和环境的要求已经给运输行业施加了压力,需要引进低重量、高效率和低排放的车辆。但是,现有商业用的铝合金不能够满足更高温度下、更为严格的要求;而钛合金过高的价格又限制了它的商业应用。

    来自牛津大学的技术
    牛津大学开发的功能纳米结构的铝合金和纳米复合材料是全新的轻质材料族,包含了由大量50-100纳米尺寸的硬金属颗粒增强的亚微米铝固溶体(图1)。在功能纳米结构的铝合金基础上开发的纳米复合材料结合了高强度和高韧度,能够在高达450摄氏度的高温下表现出优越的性能(图2)。

    图1:透射电子显微镜显微图显示的功能纳米结构的铝合金

    图2:作为测试温度函数的屈服强度间的比较(直线代表抗拉强度与密度比与钛合金相等的铝合金的理论曲线)


    图2显示了不同铝合金其作为温度函数的抗拉强度与Ti-6Al-4V的比较。在高温下使用的传统铝合金,比如2618-T6,在室温下具有高强度,但是强度随着温度的升高急剧下降,一般使用温度不超过250摄氏度。从250摄氏度到400摄氏度之间使用的一系列高强度的钛合金价格昂贵,其性能在许多场合超出了要求,可以由新的功能纳米结构的铝合金和纳米复合材料代替。

    竞争优势
    该纳米复合材料具有阶跃性的性能提高,具有机械性能的最佳组合(即强度、韧度和硬度),为苛刻工作条件下所急需。该材料具有特殊性质能够应用便宜的粉末生产,而且能够使用铝作为合金的主要成分,从而降低材料成本。

    工业应用
    该铝合金和复合材料在下列工业领域的应用潜力巨大:
    汽车和航空领域:应用包括汽车内燃机的动力部分、汽轮机的风扇和压缩机、飞机机翼的除冰管等。这些应用包括汽轮机的活塞、风扇和压缩机部分,可以通过替代铁或钛合金去降低重量和惯性力。比如,活塞要求高温工作条件下的高强度和高韧度,并且要求在450-500摄氏度具有足够的延展性进行锻造而不形成裂纹。进一步的开发要求更高的硬度,这也可以通过结合不同种的加强剂来实现。

    信息技术企业:数种不同手机设备的外壳由铝合金制成(比如现有的HTC智能手机)。该新的铝合金和复合材料能够提供更好的性能。

    铝合金供应链:供应新的铝合金,与钢和钛合金竞争。

    铝合金粉末制造商:铝合金粉末制造商将从不断增长的由气体雾化粉末冶金生产的合金的需求而获益。

    技术提供方:雾化器和其他专业冶金工艺设备的需求。

    项目现状
    这些合金和复合材料已经开发到接近工业规模的生产阶段。为了推向市场实现完全商业化,正在进行最严格发动机应用条件下的概念验证和完整机械特性的测试。

    项目阶段
    具体可商议


    合作方式
    具体可商议
     

  • 发布时间:2017年08月23日
  • 海智动态更多>