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高导热高强度镁
合金
及其制备方法
镁合金是作为一种轻质金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼性能好、电磁屏蔽效果好、铸造性能优良和加工性能好的优点,获得了广泛的应用前景。在镁合金产业化应用过程中,稀土往往作为制备过程中的优化剂来改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量,同时可大幅度提升合金的强度与延伸率。但是目前普遍使用的稀土镁合金强度低导热性能差,限制了其大规模应用。因此,开发具有高导热性、高强度的镁合金对于扩大镁合金在 5G 通信、3C 器件及汽车产品等需要高散热领域的应用,具有极其重要的意义。 高导热高强度镁合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金属,Nd 的添加可以改善合金的熔体纯净度、晶粒细化度及产品外观质量,并有效析出基体中的 Zn和 Zr 原子,有效提升合金的导热性能和力学强度。镁合金的导热性能可以通过导热率来体现,力学性能可以通过抗拉强度,屈服强度体现。高的导热性能可以保证合金在散热器件领域的热导性能指标,使器件可以具有较快的热量传输能力,使设备内部热量及时排出;高的力学强度可以保证合金作为结构件的力学性能指标,使其作为结构件更为可靠。相较于传统镁合金,团队通过添加 Nd 稀土元素可以有效提升镁合金的导热性能和力学强度,Nd 一般分布于晶界,可以弱化镁合金的织构,提升镁合金各晶粒之间的协调能力:而且 Nd 在镁合金成型过程中可以与 Zn 原子结合形成热稳定的第二相,促进动态再结晶提升镁合金的强度:此外,Nd 元素的添加会与基体中的 Zn 元素结合,减弱基体中的晶格畸变,提升镁合金的热导率。
西安交通大学
2025-02-08
可用于增材制造的高强铝镁
合金
铝及其合金是工程应用最广泛的结构材料之一。传统的铝合金零件通过铸造、锻造和粉末冶金等方法制造,与这些传统制造过程相关的工具设备增加了制造成本和交付周期。3D打印技术由于为制造设计提供了丰富的自由度而广泛应用于工程零件的制造。现有3D打印技术中,选择性激光熔化(SLM)是发展最为广泛的方法之一。但是SLM工艺中的冶金缺陷如许多裂纹、球化和气孔导致只有有限数量的金属适合该种工艺,且具备满足要求的密度、微观结构和强度。 中南大学粉末冶金研究院李瑞迪研究员和新西兰奥克兰大学、中车工业研究院有限公司等单位合作通过对合金元素进行调控和热处理工艺的探索,发展了一种适用于SLM制备工艺,具有良好抗裂性和高强度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相关论文以题为“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金属材料顶级期刊《Acta Materialia》在线发表。 在该项工作中,研究人员设计了一系列Al-Mg(-Si)-Sc-Zr合金,并用雾化合金粉末进行3D打印制备。在没有Si元素的情况下,Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr(x=1.5,3.0,6.0wt.%)合金在制备过程中均易发生热裂纹,平均裂纹密度随Mg含量的增加而增大。发现在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能够有效地抑制SLM过程中的热裂纹,同时细化制备合金的微结构,从而提高打印试样的力学性能。 图1:不同成分的打印样品晶粒尺寸和形貌EBSD分析结果:(a)1.5 wt%Mg,合金1;(b)3.0 wt%Mg,合金2;(c)6.0 wt%Mg,合金3;(d)6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si,合金4。晶体学取向用倒极图(IPF)表示。 图2:Mg和Si元素对试样断裂行为的影响。(a)不同合金成分(合金1,合金2,合金3,合金4)的拉应力应变曲线。(b-e)合金1(b)、合金2(c)、合金3(d)、合金4(e)的断口SEM图像。 通过对合金成分的进一步微调,研究人员设计了一种新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。这种新合金具有明显的细化微观组织,由亚微米胞体和胞体中存在的共晶Al3(Sc,Zr)纳米粒子(2-15nm)和粒间Al-Mg2Si共晶(Mg2Si直径10-100nm)组成。打印试样中形成了高密度的层错和独特的9R相。试样的拉伸强度和延伸率分别达到497MPa和11%。经过时效处理后,试样的拉伸强度达到550MPa,塑性在8%~17%之间。除了固溶强化、晶界强化和纳米颗粒强化外,高密度层错也有助于强化。 图3:不同组分(a1-4)合金#4;(b1-4)合金#5的SLM打印样品的细晶区TEM图像:(a1-2)合金4的胞状结构;(a3-4)合金的柱状结构;(b1-5)合金(b2)的胞状结构是(b1)的暗场图像;(b3-4)合金的柱状组织#5;图(a2),(a4),(b2)和(b4)显示了晶间共晶组织;(b5)是SLM-printed Alloy#5细胞的干HAADF图像和主要元素(Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr)的相应EDX图谱。 图4:(a)SLM打印合金#5时效前后的拉伸应力应变曲线。曲线“#5”表示打印合金#5;曲线“#5-HT1”表示360℃时效8h的合金#5;曲线“#5-HT2”表示300℃时效8h的合金#5。(b)在合金#5-HT2断裂处拉伸试样的透射电镜显示具有高密度位错和SFs的变形组织。(c)沿[001]方向的变形亚晶中滑移带和滑移方向的HRTEM图像。(d)在(-100)面上用(c)图中标记区域的傅里叶逆变换图像显示出高密度位错。 这项研究成果通过在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素,形成了精细打印微观组织,获得了无裂纹的打印合金成分。随后通过热处理时效工艺引入高密度层错并细化晶粒,开发出了一种具有低热裂敏感性和高强度的新型铝镁合金。这项工作提供了一种解决和消除SLM工艺中的冶金缺陷的铝镁合金成分设计方法和热处理工艺,推动了SLM制造技术的工程应用。
中南大学
2021-04-11
高品质镁
合金
集成与循环应用技术
本成果针对镁合金生产与应用过程中的关键问题,成功开发了镁合金目标 产品的集成应用技术和循环利用技术,打通了目标产品的合金开发、产品设计、 材料加工、产品生产、产品应用和合金废料返回利用的整个技术链条和循环过程。 主要创新成果为:1)发明了一批高品质镁合金。2)开发和发明了高质量铸造产 品高效环保加工技术和成套的型材挤压技术,成功制备了世界上最大规格的中 空型材;大幅度提高了铸件的成品率。3)首次创新开发了 “重质夹杂逆向自净 化”的“反向"过滤技术和成套装备,攻克了过滤精炼能力快速衰减的国际难题。 4)建立了镁合金材料及产品服役性能数据库,开发了专家预测系统及先进的镁 产品开发技术系统,建成了国内外第一个综合性的“镁合金材料替换设计及产品 应用技术开发平台",解决了镁产品推广应用中新材料和新产品脱节的瓶颈问题。 成功开发了 200余款(种)镁合金及铸造产品、300多种规格高品质镁合金 管型材和两大系列镁合金气体保护熔铸和废镁回收再生装备,已在1000多万辆 汽车得到成功应用,并已成功装备轨道交通工具及军工关键装备上。节能效益非 常明显,创造了显著的经济效益和社会效益。
重庆大学
2021-04-11
轻
合金
上耐磨涂层的硬质阳极氧化技术
本项目针对实际生产中存在的铝合金机匣变色、耐磨性不够高等困扰企业多 年的技术难题,经过工艺改进和优化,开发出了纳米尺度阳极氧化新技术,解决 了铝合金机匣变色的技术难题。近5年来,采用纳米阳极氧化新技术处理的铝合 金机匣40余万件,产生直接经济效益1200万元,每年节约成本200万元。同时, 在节能排放方面产生了巨大的社会效益。
重庆大学
2021-04-11
“空调
型
”建筑涂料
本发明提出一种在夏季能大量反射太阳辐射且又大量发射自身热量,而到冬季时可 自发转换成能大量吸收太阳辐射且又很少发射自身热量的涂料,即吸收发射比可逆转换 的“空调型”涂料。 本发明由于采用了由氯化钴与六次甲基四胺混合物、邻苯二甲酸酯类化合物和三芳 甲烷内酯类化合物组成的在低温下可吸收太阳能、在高温下可反射太阳能的吸收发射可 逆转换材料,以及由氧化钒化合物和氧化钨化合物组成的低温下为低发射率、高温下为 高发射率的可逆转换材料,因此本发明实现了冬季吸热和夏季绝热的可逆转换,本发明 所需原料来源广泛、制作工艺简单,因此易于推广应用。
同济大学
2021-04-11
红莲
型
杂交水稻
可以量产/n红莲型杂交水稻细胞质来源于野生稻,花粉圆败,是国际公认的水稻三大细胞质雄性不育类型之一。近20年,该团队在朱英国院士带领下,克隆了HL-CMS的不育基因和两对恢复基因,深入研究了核质互作的分子机理;挖掘红莲型新的不育和育性恢复资源,培育了新的不育系、恢复系;选育出一批高产、优质、广适的杂交稻组合,形成了基础研究、应用研究和产业化紧密结合的完整体系。产品先进性:产量、米质、广适综合性状协调好;耐高温,适合长
武汉大学
2021-01-12
印刷
型
RFID天线
制备以银包铜导电浆料为代表的纳米导电浆料,通过两种材料的复合,使其优点互补而克服了各自的缺点,具有安全性高、稳定性高、性价比高等优势,以及纸基衬底和高精度印刷工艺等多个方面进行研究,可实现印刷型RFID天线的制备。与传统的制备方法“减材”模式相比,印刷RFID天线技术使用“增材”的模式,具有对环境的影响小、成本低、可批量化制造、可印刷在任何基材之上等优势。目前印刷RFID天线已有样品,期待寻找芯片合作方,共同将产品推出市场。
哈尔滨工业大学
2021-04-14
P
型
磁芯
产品详细介绍特点:1.具有优良的磁屏蔽作用.2.单位空间电感值高,易于实现小型化.3. 可安装调整磁芯,对电感量进行微调。用途:在通讯系统中作可调LC滤波器,各种变压器及电感器、传感器等。 专业提供P3.0—P26系列罐型磁心、及配套骨架卡座卡黄及器件成品。可以根据您的需求设计罐型磁心及器件。 并配套提供P18、P22、P26可调电感螺纹磁心。 磁导率从几十到一万,电感系数可根据我公司的磁芯材料进行生产.
绵阳泰美格磁电科技有限公司
2021-08-23
研讨
型
智慧教室
广州青鹿教育科技有限公司
2021-08-23
RD(柔性
型
)+J
防损降险 ★ 目前较为有效降低硬膜外麻醉置管风险的麻醉导管。 ★ 较大程度避免损伤血管、神经,甚至捅破硬脊膜的可能。 ★ 采用目前较为先进的弹性式穿刺进行硬脊膜外腔置管。 ★ 管壁内含三条X显影线,提高X光下导管影像质量。 ★ 导管抗断裂力达到国家标准10倍以上。 ★ 可为临床使用者进行个性化定制。 轻松盲插 智能穿刺置管,接头轻松连接且不易脱落,操作过程零技巧,帮助临床使用者从繁复的操作手法中解放出来,更简便快捷地置管,更好地规避职业风险,减少医疗事故,避免医疗纠纷。 适应症 所有硬脊膜外腔麻醉置管,尤其: ★ 实施剖宫产或无痛分娩的孕妇,静脉易怒张者; ★ 老人或儿童,血管脆弱者; ★ 凝血功能障碍,易出血者; ★ 非首次硬膜外麻醉,硬膜外腔可能有疤痕、增生者; ★ 先天椎管狭窄,置管有难度者; ★ 需要长时间留置麻醉导管,如癌痛或术后镇痛者; ★ 个性化要求:择时分娩、VIP病人或病情体位等原因,需要确保一次性置管成功以及满足后续治疗等。
临沂兴华医用器材有限公司
2021-09-01
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