现代科技发展对结构金属材料提出了更加严格的要求,一方面希望材料更轻以满足轻量化需求,另一方面还希望材料耐更高的温度以保证在大动力/大功率时的服役安全。但是通常金属材料的安全服役温度与材料密度呈现反向关系,使得材料的选择往往顾此失彼。特别地,当今航空航天、交通运输等重要领域内的许多部件/构件服役温度逐渐跨越到250℃-400℃的范围,但相应的轻质合金材料却难以承受其“高温”。相对于其它轻质金属材料,铝合金是最有希望在该温度范围内使用的轻合金。但是在传统铝合金中,其赖以强化的纳米第二相颗粒在250℃以上温度时将会发生严重的粗化,强化效果损失严重。在同时外加应力的高温蠕变情况下,传统铝合金材料将发生快速软化、导致最终的失稳。如何提高纳米第二相颗粒的高温稳定性、进而改善铝合金的抗高温蠕变性能,成为了铝合金甚至是轻合金体系“卡脖子”的难题。

近年来,该团队专注于高强铝合金的热稳定化研究,先后提出了沉淀相界面溶质偏聚、多层级组织界面共格互锁、高浓度空位复合体化、沉淀相间隙有序化等多个微观组织设计策略,分别形成了300-400°C温度段高温瞬时和高温持久的设计理念,开发了4个不同体系的新型耐高温铝合金材料,分别在哈尔滨东安发动机(集团)有限公司、西南铝业(集团)有限责任公司等公司完成了大尺寸铸件、板材和锻件的中试实验,所制备的材料正在多家单位开展应用合作研究。同时还在《自然通讯》( Nature Communications)、《材料学报》(Acta Materialia)、《材料研究快报》(Materials Research Letters)等期刊上发表了一系列文章,并获得了Materials Research Letters 期刊首届唯一一篇“最具影响力”论文奖。

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