科创中国

新材料技术

纯铝具有良好的导电率，但其强度极低。通过多种强化手段可以在铝中引入各种缺陷达到强化的目的，但这些缺陷会显著增大对电子的散射，从而降低导电性能。本项目为实现高强高导线缆的工业化，我们提出了纳米微观结构宏观定向设计（MDDM）的新思路，即通过纳米微观结构设计，将材料的性能在需要的方向上最大化，对导线而言，使之在导电方向上强度最高、导电性最好。本项目同时发展了多维动态脉冲塑性变形技术，实现了上述微观结构的设计，制备的定向纳米晶纯铝/6201铝合金导线具有优异的力学和电学性能。其中，纯铝导线的抗拉强度为110MPa，电导率为56%IACS（20℃）；6201铝导线的抗拉强度为380MPa，电导率为***%IACS（20℃），均在不明显降低导线导电性能的前提下实现了强度的大幅提升。

1. 纳米微观结构宏观定向设计（MDDM）：该项目通过纳米微观结构的设计，将材料的性能在需要的方向上最大化，实现在导电方向上强度最高、导电性最好的纯铝和6201铝合金导线。这种创新的设计思路能够在不明显降低导线导电性能的前提下，实现导线强度的大幅提升，为高强高导线缆的工业化提供了新的解决方案。 2. 多维动态脉冲塑性变形技术：该项目还发展了多维动态脉冲塑性变形技术，用于实现上述纳米微观结构的设计和制备。这种技术可以通过独特的三向应力状态，对纯铝和6201铝合金进行强化和晶粒细化，从而提高导线的抗拉强度和延展性。 3. 优异的力学和电学性能：通过MDDM设计制备的定向纳米晶纯铝和6201铝合金导线具有优异的力学和电学性能。纯铝导线的抗拉强度提高至110 MPa，电导率达到56% IACS；而6201铝导线的抗拉强度提高至380 MPa，电导率为***% IACS。这些导线在保持较高导电性的同时，实现了强度的显著提升，有助于提升导线的承载能力和耐久性。 综上所述，该项目通过MDDM设计和多维动态脉冲塑性变形技术，成功实现了纯铝和6201铝合

赵永好，南京理工大学二级教授，博导，纳米异构材料中心执行主任，国家杰出青年基金获得者，江苏省先进微纳米材料与技术高校重点实验室副主任，先进金属与金属间化合物材料技术工业和信息化部重点实验室副主任，江苏省高层次“创新创业”人才和教育部新世纪优秀人才，《美国名人录(Marquis Who’s Who in America)》67-65卷收录。长期从事块体纳米金属材料和高熵合金的力学性能、热稳定性和变形机理研究并取得突出成绩，在Nat. Mater.（1）、Adv. Mater.（8）、Nat. Commun.（1）、Phys. Rev. Lett.（2）、Nano. Lett.（1）、Acta Mater.（17）等国际学术期刊发表SCI论文230余篇，论文被引用18000余次，H index = 61，第一作者论文有2篇被SCI引用超过900次、15篇被SCI引用超过100次；获授权美国发明专利1项、中国发明专利38项。国际学术会议摘要110余篇，包括4次大会特邀报告和20余次邀请报告。

点击查看