納米技術(shù)使特種鋁合金變得可焊接 有望應(yīng)用于汽車制造等領(lǐng)域

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家借助“其貌不揚(yáng)”的納米粒子，讓無(wú)法被焊接的鋁合金AA 7075變得可被焊接，得到的產(chǎn)品有望應(yīng)用于汽車制造等領(lǐng)域，使其零件更輕便、更節(jié)能，同時(shí)堅(jiān)固程度不變。

20世紀(jì)40年代，科學(xué)家開(kāi)發(fā)出AA 7075，其幾乎與鋼一樣堅(jiān)固，但重量?jī)H為鋼的三分之一，因此有助于提高交通工具的燃油和電池效率，已被用于飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼、智能手機(jī)外殼和攀巖登山扣等上。

但這種合金有一個(gè)缺點(diǎn)——“性格固執(zhí)”。它很難被焊接，特別是無(wú)法用汽車制造中使用的焊接方法焊接，使其無(wú)法被廣泛采用。這是因?yàn)?，?dāng)這種合金在焊接過(guò)程中被加熱時(shí)，其分子結(jié)構(gòu)會(huì)使其構(gòu)成元素鋁、鋅、鎂和銅流動(dòng)不均勻，導(dǎo)致焊接出來(lái)的產(chǎn)品存在裂縫。

現(xiàn)在，加州大學(xué)洛杉磯分校的工程師開(kāi)發(fā)出一種焊接AA 7075的新方法：將碳化鈦納米顆粒(大小僅為十億分之一米)注入AA 7075的焊絲內(nèi)，讓這些納米顆粒充當(dāng)連接件之間的填充材料。

使用這種新方法，生產(chǎn)出的焊接接頭的抗拉強(qiáng)度高達(dá)392兆帕斯卡。相比之下，廣泛用于飛機(jī)和汽車零部件的AA 6061鋁合金焊接接頭的抗拉強(qiáng)度僅為186兆帕斯卡。根據(jù)研究，焊后進(jìn)行熱處理，可將AA 7075接頭的抗拉強(qiáng)度提高到551兆帕斯卡，堪與鋼材相媲美。新研究還顯示，注入了納米粒子的填充焊絲也可以更容易地連接其他難以焊接的金屬和金屬合金。

該研究主要負(fù)責(zé)人李曉春(音譯)說(shuō)：“新技術(shù)有望使這種高強(qiáng)度的鋁合金廣泛應(yīng)用于那些能大規(guī)模制造的產(chǎn)品，比如汽車或自行車上。公司可以使用他們已經(jīng)擁有的相同工藝和設(shè)備，將這種超強(qiáng)鋁合金納入其制造工藝中，使其產(chǎn)品更輕便、更節(jié)能，同時(shí)仍能保持其強(qiáng)度。”

研究人員已經(jīng)與一家自行車制造商合作，使用該合金制造自行車車身。(記者劉霞)

關(guān)鍵詞：