低错配TiB₂/Al₃(Sc,Zr)复合界面

强塑性协同增强

通过引入厚度10–30 nm的Al₃(Sc,Zr)三维化合物中间层，在TiB₂与α-Al之间形成低错配多结构界面，细化晶粒并均匀分散颗粒，同步提升强度与塑性。

黎阳 · Wang, Yihao · Hu, Lei · Tingting, Chen · Ji, Gang · 陈汉 · 王洪泽 · 王浩伟 · 陈哲

Additive Manufacturing 2024

具体参数

屈服强度

{'zh': '257', 'en': '257'} MPa

延伸率

{'zh': '13.8', 'en': '13.8'} %

Al₃(Sc,Zr) 3DC层厚

{'zh': '10–30', 'en': '10–30'} nm

Al₃(Sc,Zr)与α-Al晶格错配度

{'zh': '<1', 'en': '<1'} %

技术优势

界面错配度降至<1%

通过引入Al₃(Sc,Zr)三维化合物中间层，在TiB₂和α-Al之间形成共格界面，细化晶粒并均匀分散TiB₂颗粒。

强度塑性同升

低错配多结构界面促进了细小等轴晶和均匀颗粒分布，使合金屈服强度达257 MPa，延伸率13.8%。

工艺直接适配L-DED

利用L-DED本征的10²–10³ °C/s冷却速率，即可生成所需的Al₃(Sc,Zr)三维化合物中间层，无需额外处理。

应用场景

• 增材制造铝合金：利用L-DED工艺直接打印本合金，获得高强高塑的一体化部件。
• 颗粒增强铝基复合材料：以低错配界面改善TiB₂增强效果，提升颗粒增强铝基复合材料性能。
• 轻量化结构件：替代部分钢钛件，实现同等强度下更轻的结构。
• 航空航天铝合金部件：用于打印具有高强塑性平衡的航空航天用铝合金构件。