我國合金材料創(chuàng)新近期取得多項(xiàng)突破，包括光熱發(fā)電用低成本耐熱合金研發(fā)成功，開發(fā)出超高強(qiáng)耐熱3D打印鋁合金，研發(fā)新型彈性合金、溫度變化達(dá)普通金屬20倍。具體如下：

重大突破！光熱發(fā)電用低成本耐熱合金研發(fā)成功

近日，中國經(jīng)濟(jì)新聞網(wǎng)記者從蘭州理工大學(xué)省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲悉，專為光熱發(fā)電領(lǐng)域量身打造的低成本耐熱合金研發(fā)成功。

據(jù)蘭州理工大學(xué)省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、博士生導(dǎo)師喇培清介紹，此次新研發(fā)的低成本耐熱合金，分別是高鋁不銹鋼、高鋁耐熱合金。研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于材料科學(xué)微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前沿理論，對合金成分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并經(jīng)過調(diào)整熱處理工藝，*終找到*佳的合金配方與制備工藝。使得低成本耐熱合金在硝酸熔鹽中，不僅具備較好的高溫強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有效應(yīng)對復(fù)雜裝置設(shè)計(jì)要求，還具備出色的耐熔鹽腐蝕性能。更為關(guān)鍵的是，得益于原材料的選擇以及成分的調(diào)控，這幾種合金成本較現(xiàn)有的高性能耐熱材料大幅降低，為光熱發(fā)電成本的削減提供了切實(shí)可行的路徑。這一成果為光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化、高效化發(fā)展注入了強(qiáng)勁動力。

中國科學(xué)院金屬研究所開發(fā)出超高強(qiáng)耐熱3D打印鋁合金

來自中科院金屬所的研究人員于近日取得新突破，他們通過LPBF工藝設(shè)計(jì)并制備了一種Al-Fe-V-Si-Sc合金。LPBF過程中極高的冷卻速率和熱梯度促進(jìn)了特殊分級異質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成。位于熔池中心的非晶/晶體復(fù)合結(jié)構(gòu)以及存在于熔池邊界的納米級析出物可以為該合金提供強(qiáng)化，使其在室溫和高溫下都呈現(xiàn)出超高強(qiáng)度。

研究人員使用優(yōu)化的工藝參數(shù)3D打印預(yù)合金Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si-0.3Sc粉末，相關(guān)檢測未發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋、未熔合等冶金缺陷，材料的致密度達(dá)到了99.9%，成功制造了無裂紋和接近全致密的合金樣品。

樣品在325°C下人工時(shí)效2小時(shí)后空冷，通過顯微硬度和拉伸試驗(yàn)評估3D打印鋁合金的機(jī)械性能。結(jié)果顯示，熱處理樣品的不同區(qū)域的顯微硬度與已報(bào)到的同類合金相比得到明顯強(qiáng)化。究其原因，是因?yàn)長PBF過程極高的冷卻速率（～105–107K/s)，在合金內(nèi)誘導(dǎo)形成了多尺度相，有利于抑制裂紋的萌生并阻礙其擴(kuò)展，從而提高合金的變形抗力。

港科大研發(fā)新型彈性合金溫度變化達(dá)普通金屬20倍

香港科技大學(xué)（港科大）工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)成功研制出一款新型彈性合金Ti??Nb??，該材料具備高效固態(tài)制熱效能，而且在彈性變形過程中所表現(xiàn)的可逆溫度變化能力，為普通金屬的20倍，為傳統(tǒng)的蒸氣壓縮制冷和熱泵技術(shù)提供環(huán)保的綠色替代方案。

孫教授表示：「這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)從根本上改變了熱彈效應(yīng)過于微弱、難以應(yīng)用的傳統(tǒng)認(rèn)知。我們的研究證明了僅靠彈性變形就能實(shí)現(xiàn)高效固態(tài)制熱。」

論文*作者、港科大機(jī)械及航空航天工程學(xué)系研究助理教授黎橋補(bǔ)充道：「隨著全球脫碳進(jìn)程加速，該技術(shù)為替代化石能源供熱提供了變革性方案。我們目前正積極開發(fā)用于工業(yè)的原型熱泵裝置。」

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