纳米共晶蜂窝网络铝基超合金

300°C强度超常规合金2–5倍

利用增材制造构建热稳定纳米共晶蜂窝网络，有效抑制高温位错运动，解决了铝合金高温强度骤降的难题。

Ma, Siming · 陈哲 · Fang, H. · 王明亮 · Cui, Yuchi · 黎阳 · 钟圣怡 · 陈汉 · 吴一 · Lu, Jian

Nature Communications 2025

具体参数

高温屈服强度

{'zh': '250', 'en': '250'} MPa

胞尺寸

{'zh': '200', 'en': '200'} nm

技术优势

高温强度翻倍

300°C时屈服强度约250 MPa，比常规铝合金高出2–5倍，源于胞壁对位错的刚性约束。

久用不软

组成相在高温下几乎不粗化，位错运动始终被局限在~200 nm胞内，因此长时间退火后强度几乎不降。

打印无裂

近共晶成分窄凝固区间和细小共晶网络抑制了激光粉末床熔融常见的热裂，打印性优异。

应用场景

• 航空航天高温部件：在300°C仍保持轻质高强，适合替代部分钛或钢制非承力件。
• 涡轮发动机热端部件：热稳定性优异，可用于涡轮发动机中温段静止部件，替代钢或钛以减重。
• 轻量化高温结构：密度低，高温下强度超越多数轻合金，适合高温轻量化结构。
• 增材制造高温件：LPBF打印性好，可直接成形复杂内流道高温零件，免后续热处理。
• 高温机械部件：在300°C高强度且抗软化，适合长期在热环境中承受应力的构件。