科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

随着现代航天航空科学技术的不断发展，材料服役的条件愈来愈苛刻，对轻质铝 合金结构材料提出了愈来愈高的要求。Al-Cu-Mg系铝合金（2XXX系）是以航空和交通领域 用材为背景研制并发展起来的一类铝合金材料，由于具有较高的强度和良好的耐热性能， 长期以来被广泛应用于飞机的各种蒙皮、机翼下壁板、机身框架与隔框、装甲材料、航空发 动机以及其它中高温条件下使用的重要零部件等结构件，是不可或缺的重要材料。自1906 年德国的AlfredWilm首次发现Al-Cu合金的时效硬化现象以来，Al-Cu-Mg系错合金已 成功发展出2014、2X24、2618等系列铝合金材料。然而，现有合金材料主要用于150°C以下 的工作环境，当工作温度超过150°C时，因强化析出相容易粗化长大而导致合金性能急剧降低。

需解决的主要技术难题

1.合金设计：合理的选用强化合金元素可平衡合金的强度和塑性，增强后期对雾化制粉、增材制造成形和热处理过程中的工艺与组织的控制，充分发挥材料综合性能，保持工程化应用中结构部件材料的组织稳定性 

2. 性能验证：增材制造技术制备航空接头样件，并加以测试分析，进行力学性能校核。 

期望实现的主要技术目标

制备出增材制造专用的高强铝合金粉末，粉末床增材制造产品抗拉强度≥600 Mpa，延伸率≥10％。形成高强铝合金稳定批量化生产能力，增材制造合金多批次静强度性能统计变异系数≤5％，所选用的航空接头部件减重效果达到20％以上。

需求解析

解析单位：“科创中国”轻金属材料产业科技服务团（中国有色金属学会） 解析时间：2023-11-01

喻海良

中南大学

教授

综合评价

需求描述清晰。希望通过联合攻关等方式制备出增材制造专用的高强铝合金粉末，粉末床增材制造产品抗拉强度≥600 Mpa，延伸率≥10％。形成高强铝合金稳定批量化生产能力，增材制造合金多批次静强度性能统计变异系数≤5％，所选用的航空接头部件减重效果达到20％以上。

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解析单位：浙江省宁波市 解析时间：2023-09-27

干宁

宁波大学

教授

综合评价

该研发以环氧树脂为主体，掺杂SiO2@甲基丁炔醇@TiN用于修复；掺杂聚丙烯酸酯@石蜡@罗丹作为涂料，有效保护铝合金不被腐蚀。（1）利用环氧树脂作为铝合金耐腐蚀的第一道防线；（2）利用SiO2@甲基丁炔醇@TiN中纳米TiN粒子的光热效应，产生铝合金自修复机制，同时释放甲基丁炔醇最为保护铝合金耐腐蚀的第二道防线；（3）制备的聚丙烯酸酯石蜡罗丹明具有裂痕指示性能，方便及时人工修复；（4）利用掉落至涂层和铝合金基板界面的纳米TiN粒子，有效抑制铝合金基板表面原子的迁移。

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