通过纳米陶瓷颗粒诱导的晶界稳定化及沉淀物调控机制，提升铝铜合金的高温性能

《Materials Advances》：Enhancing high-temperature performance of Al Cu alloys via nanoceramic particle-induced grain boundary stabilization and precipitate manipulation

Al-Cu合金通过添加TiC-TiB?纳米颗粒改善高温性能：纳米颗粒抑制元素偏析，促进次生相细化和网状结构形成，稳定晶界；同时增加位错密度，作为沉淀相形核点并引发堆垛层错，增强合金变形抗力。实验显示0.15wt%纳米颗粒合金在473K时强度（310MPa）和断裂应变（10.2%）分别提升28%和64%，为耐热Al-Cu合金开发提供新思路。

　　

马旭东|张丹|董白新|杨红玉|舒世立|陈良宇|张帆|康杰|孟佳|王成刚|曹光|乔健|邱峰|江启川

中国吉林大学汽车底盘集成与仿生学国家重点实验室

摘要

铝（Al）合金因其优异的机械性能而在汽车和航空航天工业中得到广泛应用。然而，其在高温下的性能下降限制了其更广泛的应用。本研究采用了一种创新策略，通过引入精心设计的TiC–TiB?纳米陶瓷颗粒，通过晶界稳定化和沉淀作用来改善铝合金的高温机械性能。这些颗粒抑制了元素偏析，并促进了晶间第二相向更细小、更致密的结构转变，从而稳定了晶界。同时，纳米颗粒增加了位错密度，成为沉淀的优先形核位点。沉淀物周围的晶格畸变也促进了层错的形成。因此，纳米沉淀物更加均匀的分布增强了与位错的相互作用，提高了材料的变形抗力。添加了0.15 wt%纳米颗粒的铝合金的极限强度（310 MPa）和断裂应变（10.2%）在473 K时分别比基体合金提高了28%和64%，实现了高温强度和韧性的协同提升。这项工作为开发高性能、耐热性的铝合金提供了宝贵的见解，为先进的工业应用奠定了基础。