原位Al₂O₃颗粒增强铝合金点阵杆

强度提升，隔热82.5%

一种用WA-DED工艺制造、通过Al与NiO原位反应生成Al₂O₃增强相、经T6热处理后强度显著提升的铝合金点阵构件。

Bo, Zheng · 余圣甫 · Yu, Runzhen · Zhengyu, Yu

Journal of Materials Processing Technology 2024

参数信息

拉伸强度（沉积态）

281 MPa

延伸率（沉积态）

13.5 %

拉伸强度（T6热处理后）

441 MPa

延伸率（T6热处理后）

10.4 %

平面点阵结构压缩强度

105 MPa

曲面母线壳金字塔点阵结构隔热系数

82.5 %

技术优势

强度更高

通过Al与NiO原位反应生成Al2O3相和纳米γ-Al7Cu4Ni相，细化晶粒并产生第二相强化，使沉积态杆的拉伸强度比2319合金提高13.9%。

热处理后性能更优

T6热处理后，强度达到441 MPa，同时延伸率保持10.4%，这得益于针状θ'-Al2Cu和Al2O3、γ-Al7Cu4Ni纳米粒子对位错的钉扎作用。

隔热性能优异

制造的曲面母线壳金字塔点阵结构隔热系数达到82.5%，可用于高超声速飞行器的热防护锥。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：用于高超声速飞行器热防护锥，轻质高强且隔热82.5%。
• 航空航天轻质结构：点阵杆比强度高，平面点阵结构重量仅15 g。
• 金属增材制造点阵结构：采用WA-DED工艺，配2319-NiO药芯焊丝直接打印点阵结构。
• 轻量化隔热支撑：点阵结构兼顾承载与隔热，适用于轻量化隔热支撑。