MgAlB4纳米晶须增强铝合金

无贵金属高强

通过激光诱导原位合成的MgAlB4纳米晶须，在不添加贵金属元素的情况下同时消除凝固裂纹和孔隙，实现高强韧铝合金。

Haoran, Yang · Bai, Xiangren · 赵冬冬 · 沙军威 · Rong, Xudong · Zehao, Rong · Qian F. · Pan, Shiwei · Lan, Jianglin · Zhang, Xiang · Chunnian, He · 赵乃勤

Acta Materialia 2026

参数信息

抗拉强度

~610 MPa

均匀延伸率

~8.0 %

晶须直径

5–15 nm

晶须长径比

>20

致密度

~99.99 %

平均晶粒尺寸

~1.3 μm

技术优势

无需昂贵元素

利用激光诱导原位反应生成MgAlB4纳米晶须，替代传统Sc、Zr等贵金属添加，显著降低原料成本。

消除凝固裂纹

纳米晶须钉扎晶界、阻止热裂纹扩展，使合金孔隙率极低，达到近全致密。

强度塑性兼得

高长径比晶须与基体界面结合良好，促进位错存储与增殖，同时通过绕过机制维持塑性，实现约610 MPa强度和8.0%均匀延伸率。

应用场景

• 高强铝合金：替代Sc/Zr改性高强铝合金，用于对强度有苛刻要求的轻量化承力件。
• 轻量化结构件：在航空航天、轨道交通等领域实现减重并保持高力学性能。
• 金属增材制造：利用LPBF工艺直接打印复杂结构件，突破铸造/锻造的几何限制。
• 铝合金粉体：提供预混合/预合金粉末，用于LPBF设备批量生产无裂纹高强部件。
• 航空航天铝合金：满足航空部件对高强、耐热和轻量化的综合要求，且降低材料成本。