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超塑性鈦合金問世未來金屬打開新未來

2023-11-30 17:22:09來源：化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：鈦合金閱讀量：13424

導(dǎo)讀：近日，中國科學(xué)院金屬研究所團隊與澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)團隊合作，成功在鈦合金領(lǐng)域收獲新成果

　　鈦素有“太空金屬”、“未來金屬”、“海洋金屬”等美譽，鈦本身是無毒元素，并且擁有非常理想的理化特質(zhì)，在短短的數(shù)十年間，便憑借耐高低溫、抗強酸堿、高強度、低密度等一系列資質(zhì)，受到了科研界的廣泛關(guān)注，在上世紀80年代走入民用領(lǐng)域后更瞬間成為了材料學(xué)領(lǐng)域的“明星”。

　　也正因為如此，關(guān)于鈦的開發(fā)從未停止。從目前的產(chǎn)業(yè)鏈來看，鈦的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常廣泛。一方面，因為其無毒并且人類幾乎不會對其出現(xiàn)生理排斥的現(xiàn)象，因此在醫(yī)療領(lǐng)域鈦被用來加工成各類治療用的人體植入物或是人工骨骼。而其中大部分是鈦合金的形式存在的，據(jù)統(tǒng)計，目前每年用于醫(yī)療領(lǐng)域的鈦合金正以每年5%-7%的速度增量。

　　另一方面，鈦的可塑性與安全性使其與家具、戶外用品都能很好地契合，通過加工成不同的合金不但可以用來制作炊具，還能給自行車減重，提升自行車的輕便性與牢固度。而稍微昂貴的車輛也會用鈦合金來優(yōu)化自身。

　　除了這兩方面外，鈦以及鈦合金更是重要的航天航空材料。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2015-2018年航空航天鈦材消費量分別為6862噸、8519噸、8986噸、10295噸，分別同比增長41%、24%、5%、14.6%。簡單的說鈦材的增長和航空航天業(yè)的發(fā)展是呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系的。

　　而近日，中國科學(xué)院金屬研究所團隊與澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)團隊合作，成功在鈦合金領(lǐng)域收獲新成果，在前期開發(fā)的高性能雙相核殼納米結(jié)構(gòu)Ti6Al4V5Cu合金基礎(chǔ)之上，設(shè)計并制備了具有多相納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的新型鈦合金。

　　根據(jù)介紹，“新型鈦合金利用基體中的納米β網(wǎng)促進微納米晶α晶粒間的滑移與傾轉(zhuǎn)，并利用沿α/β相界釘扎的納米Ti2Cu相提高該納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，全面提升材料的超塑性變形能力”，具體來說，其應(yīng)變速率較現(xiàn)有材料提高了2到4個數(shù)量級。并且“在超塑性變形后，多相納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的新型鈦合金組織不會粗化長大，解決了材料超塑性變形能力與組織熱穩(wěn)定性之間的固有矛盾”。

　　簡單地說，研究團隊制備出的超塑性鈦合金一定程度上為鈦合金在航空航天等重要領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了新的場景，并且推動了超塑性成型技術(shù)的發(fā)展。

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