美国研发出新型轻质高强金属

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金属材料与军事运用

金属材料与军事运用自古以来，战争就连续不断，有国内民族、泥别等之间的纷争，也有国与国之间的战争，甚至是世界大战。

从冷兵器到热兵器直到现在的核武器、战略导弹防御系统，各类材料尤其是先进材料起了关键作用。

有人认为：二次大战在某种程度上是钢铁之战，日本当年之所以能够发动战争，就因为有了年产800万吨钢铁的资本。

进入新世纪的两场战以及稍前的第一次海湾战争，无不是当代高科技以及新材料的大展示。

军用材料按材料性能和用途可分为结构材料和功能材料两大类, 主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。

结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀和抗辐射等性能要求, 目前在军事领域应用的金属材料主要有以下几类。

一、变形镁合金变形镁合金有很高的比强度、比刚度和塑性，是航空航天领域中最有前途的金属结构材料之一，座舱架、吸气管、导弹舱段、壁板、蒙皮、直升机上机闸等大都采用镁理合金制件。

有研究表明采用镁合金部件代替铝合金，可以解决铝合金机翼的疲劳问题。

目前，对于镁合金的研究和开发已基本成熟，多个品牌的变形镁合金已经开发出来。

例如：耐热镁合金、耐蚀镁合金、阻燃镁合金、高强韧镁合金以及超轻变形Mg-Li合金。

其中，镁锂合金的研究十分活跃，美国、日本、俄罗斯在理论和应用开发方面都做了不少研究，我国也有一些单位进行前期研究。

目前主要应用在歼击机和枪械方面。

如喷气式歼击机“洛克希德F-80”以及“B-36”轰炸机都应用这类镁合金。

耐热镁合金目前主要在往稀土镁合金方向研究，如美国开发的QE22和WE44镁合金具有相当高的高温强度，以运用到直径1m的“维热尔”火箭壳体的制作上，提高了其飞行性能。

这方面上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心研究成果丰硕，他们开发出的加入铍和稀土元素的镁合金已成功的应用到了轿车变速箱壳盖的工业试验，相信在武器要求强量化背景下，这种镁合金在军事工业上会有很大的应用前景。

新型金属材料的最新研究进展

新型金属材料的最新研究进展在金属材料的领域，新材料的研究是必不可少的。

随着技术的发展和社会的需求，人们对于新型金属材料的研究也越来越关注。

以下介绍几种新型金属材料的最新研究进展。

一、超导金属材料超导是一种电性质，在一些物质中可以表现出来。

所谓超导，就是在低温下材料的电阻值为零。

超导材料广泛应用于磁共振成像、磁悬浮列车和磁能量存储等领域。

随着研究的深入，新型超导材料也不断涌现。

最近，一项由美国纽约州立大学石溪分校（Stony Brook University）研究团队领导的研究发现了一种新型超导材料，该材料表现出了几乎无损耗的电流输送。

这种新型超导材料的研究对能源的利用和环境保护具有重要意义。

二、高熵合金高熵合金是一种由多种元素组成的新型金属材料。

与传统材料相比，高熵合金拥有更高的强度、更好的塑性和更好的耐腐蚀性能。

这种材料被广泛应用于航空、航天、能源、环保和汽车制造等领域。

最近，南方科技大学材料科学与工程系教授钟文锋研究团队成功研制出了一种新型高熵合金，该合金具有超强的抗拉强度和良好的韧性，且在高温高压环境下也表现出了优异的性能。

三、金属框架材料金属框架材料是一种由金属离子和有机物分子共同组成的新型材料。

与传统材料相比，金属框架材料具有更好的气体吸附性能、更好的催化性能和更好的分离性能。

它们广泛应用于气体分离、储氢、催化反应和环境污染治理等领域。

最近，南开大学化学学院罗晋教授和美国加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）Mohammad Javad Mirzaei博士联合研究发现了一种新型金属框架材料，该材料表现出了较高的氧化亚氮催化活性。

这项研究为环境污染治理提供了新的解决思路。

四、超塑性金属材料超塑性金属材料是一种具有优异塑性变形能力的新型材料。

它们可以在极低的应力下发生大变形，具有可塑性好、产品成型精度高的特点。

这种新型材料被广泛应用于飞机、汽车和半导体制造等领域。

典型舰船用金属材料腐蚀与防护研究进展

装备环境工程第20卷第8期·80·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年8月典型舰船用金属材料腐蚀与防护研究进展李川1，罗茜2，张薇2（1.海军装备部驻广州地区军代表局，重庆 400000；2.西南技术工程研究所，重庆 400039）摘要：针对舰船用金属材料在复杂海洋环境下存在的腐蚀问题，概述了舰船用金属材料腐蚀与防护的相关研究进展。

介绍了合金钢、铜合金、钛合金和铝合金这些典型舰船用金属材料的常用类型和使用场所，阐述了舰船用金属材料所处不同海洋区带内的腐蚀环境特征，以及点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、微生物腐蚀和应力腐蚀开裂等舰船用金属材料常发生的腐蚀类型。

综述了目前对舰船用金属材料腐蚀防护采取的措施，重点关注了表面涂镀层和改性技术的研究进展。

最后，提出了舰船用金属材料腐蚀防护未来的研究方向，需从加强腐蚀机理研究、建立腐蚀数据库和发展新型表面腐蚀防护技术3方面入手。

关键词：舰船用金属材料；海洋腐蚀环境；腐蚀类型；腐蚀防护；表面防护技术；防腐发展趋势中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)08-0080-10DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.08.011Research Progress on Corrosion and Protection of Typical Warship Metal MaterialsLI Chuan1, LUO Xi2, ZHANG Wei2(1. The Navy Equipment Guangzhou Bureau, Chongqing 400000, China;2. Southwest Institute of Technology and Engineering, Chongqing 400039, China)ABSTRACT: Aiming at the corrosion of warship metal materials in complex marine environment, the research progress on corrosion and protection of warship metal materials was reviewed. Firstly, the common types and application sites of alloy steel, copper alloy, titanium alloy and aluminum alloy on warships were introduced, and the corrosion environment characteristics of warship metal materials in different marine zones, as well as the corrosion types commonly occurred in warship metal materi-als such as pitting, crevice corrosion, galvanic corrosion, microbiological corrosion and stress corrosion cracking were de-scribed. Then, the corrosion protection measures taken for warship metal materials were summarized, mainly focusing on the research progress of surface coating and modification technology. Finally, the development direction of corrosion protection of warship metal materials was put forward, which involved the following three aspects: strengthening the research of the corrosion mechanism, establishing a corrosion database and developing advanced corrosion protection technologies.KEY WORDS: warship metal materials; marine corrosion environment; corrosion types; corrosion protection; surface anti-corrosion technology; development tendency of anti-corrosion收稿日期：2023-07-10；修订日期：2023-08-12Received：2023-07-10；Revised：2023-08-12作者简介：李川（1972—），男。

材料学课程论文：Al基金属玻璃的研究

本科课程论文题目Al基金属玻璃的研究发展院（系）专业课程学生姓名学号指导教师二○一二年十月摘要：铝基非晶态合金及其非晶相复合材料均具有优异的特性,是一种具有广阔应用前景的新型结构材料。

Al基非晶态合金的发展历程、玻璃形成能力、Al基金属玻璃的制备方法、研究现状、发展动向在本文中将分别介绍。

关键词：Al基金属玻璃形成能力制备展望0 引言自美国弗吉尼亚大学Poon研究组和日本东北大学Inoue研究组分别发现Al基合金可通过快速凝固技术形成非晶态结构[1]。

Al基非晶态合金及其部分结晶后形成的纳米复合薄带材料表现出超高的比强度（5.2×105Nmkg-1）及良好的塑性，被认为是极具应用前景的新一代超高强度轻质合金。

然而，与Pd、Mg、Zr、Fe等合金相比，Al基合金的玻璃形成能力较低，很难通过熔体浇铸直接形成尺度大于1mm的块体材料。

Al基金属玻璃块体材料的获得主要依赖于粉末固结的途径。

探索具有高玻璃形成能力、可通过熔体直接浇铸形成块体材料的合金体系始终是人们追求的目标。

1 发展历程历史上有关非晶合金研究的最早报道 ,是在1934年 Kramer利用蒸发沉积法发现了附着在玻璃冷基底上的非晶态金属薄膜[2]。

1960 年 ,Duwez 等人采用液态金属快速冷却的方法 ,从工艺上突破了制备非晶态金属和合金的关键，引起了金属材料发展史上的一场革命[3]。

1965 年,Predecki，Giessen等人首次通过熔体急冷的方法得到铝基非晶合金(Al—Si)。

1981年 Inoue 等人开发出含铝量较高的TM(过渡金属)-Al-B 系列非晶合金[4].1984 年Shechman 等人在快凝Al—Mn 合金中发现具有五重对称的二十面体准晶相( Icosahedral quasicrystals phase) 。

此后 ,相继在多种铝与其它过渡金属(Fe ,Cr ,Ni)的快凝合金中发现准晶相[5]。

1988 年 Y. He[6]和 A.Inoue 等人分别独立地制备了含铝量高达90%(原子分数)的轻质高强 Al- TM- Re (TM = 过渡金属 ,RE=稀土元素)非晶合金。

用于无人机的新型轻质合金材料

用于无人机的新型轻质合金材料无人机是近年来极为热门的话题，它的应用范围涉及到了很多领域，包括在军事、民用、科研等方面都有重要的用途。

而要想让无人机发挥出更好的性能，就需要使用更优秀的材料来打造它，以满足飞行过程中的各种需求。

有一种新型轻质合金材料，它在用于无人机方面的应用具有非常大的潜在价值。

本文将对这种新型材料作进一步的探讨。

一、新型轻质合金材料的基本特征新型轻质合金材料是一种新型的金属材料，其主要特点在于重量轻、强度高、耐磨损、耐腐蚀等。

目前已经有不少厂商开始以该材料为主要原料，研制出可用于各种领域的产品，如飞行器、船舶、汽车、建筑等。

二、新型轻质合金材料在无人机上的应用1. 提高无人机的承重能力由于新型轻质合金材料的密度非常低，因此在保证无人机质量的前提下，同等体积情况下所能承受的负荷就更多。

这为无人机的载荷运输提供了更优秀的解决方案，尤其对于那些需要进行长途运输的任务来说，显得尤为重要。

2. 提高无人机的航程和续航能力新型轻质合金材料具有良好的氧化和耐腐蚀性，可以更好地保护无人机的外壳。

而且，采用该材料制作的无人机所需的燃料就会相应减少，这就意味着无人机的航程和续航能力都将显著提高，同时也可以减少操作成本。

3. 提高无人机的飞行速度和操作稳定性在无人机的制造过程中，采用新型轻质合金材料可以显著降低其自重，进而增加其操作的稳定性和抗风能力。

同时，这种新型材料还可以降低无人机的空气阻力，使得它的飞行速度更快、更高效。

三、新型轻质合金材料的研究进展虽然新型轻质合金材料在无人机领域的应用价值很高，但是它的相关研究工作仍然处于起步阶段，许多平台和供应商还没有利用该材料来制造无人机。

而目前已经开始研究的厂商也仍然尚未完全摸清该材料的使用特性，因此有关此类新型材料的更多研究运用仍需要深入开展。

总之，新型轻质合金材料是一种非常优秀的金属材料，它的应用领域十分广泛，而在无人机领域的应用更显得尤为重要。

相信随着研究的不断深入，这种材料在无人机制造上的应用会更加普遍化，也为无人机在实际运用中带来了更强的竞争力和提升空间。

技术发明奖公示-中国科学院金属研究所

技术发明奖公示项目名称镁合金的腐蚀防护及提高使役性能的关键技术推荐单位意见该项目针对腐蚀性能差、服役性能不稳定等制约镁合金工程化应用的关键技术瓶颈问题，经过10余年的研究和积累，（1）发明了镁合金系列防护技术：首次获得具有良好钝化效果的无铬转化膜、高性能化学镀和纳米化学复合镀、原位封孔微弧氧化膜，并在汽车和航天部件中应用；发明具有良好生物活性的可降解涂层。

（2）发现了镁合金的腐蚀新机制：首次观察到镁合金腐蚀过程中氢的形成和阴阳极位置转换过程；发现纳米析出相对腐蚀加速作用有限。

（3）发现了镁合金服役行为规律：首次观察到镁合金应力腐蚀与氢的关系；首次给出孪晶诱使疲劳裂纹萌生的直接证据；首次量化出力学/腐蚀相互作用；首次发现镁合金宏观断角与取向的变化规律。

（4）发明新型轻质、高强、耐高温和耐蚀的准晶强化镁合金。

授权发明专利包括美国专利，国外盲评处于国际领先。

相关技术已经转化到我国企业，例如在汽车行业装车数百万辆、解决了我国航天领域的关键问题并应用到10余个重要型号数千件中，社会效益巨大，为我国乃至世界范围镁合金应用做出重大贡献。

对照国家技术发明奖授奖条件，推荐该项目为国家技术发明奖二等奖。

项目简介本项目系统地开展了镁合金腐蚀机理、防护技术、提高使役性能的技术方法研究，取得了一系列突破。

发明了具有良好钝化效果的无铬环保化学转化膜及水滑石膜，耐腐蚀性优异；发明了镁合金原位封孔微弧氧化膜技术、化学镀Ni-P高性能化技术和纳米化学复合镀技术，耐腐蚀性能成倍提高；发明了具有良好生物活性且降解速率可控的羟基磷灰石涂层，被国外广泛引用；发明了新型轻质、高强、耐腐蚀的准晶强化镁合金及其加工处理制度，解决了强度低和耐蚀性差等瓶颈问题。

这些技术发明来自对镁合金腐蚀与使役行为的深入研究，包括：首次揭示出镁合金腐蚀过程中阴、阳极位置的转换过程；发现镁合金纳米尺度析出相存在有限腐蚀加速作用及稀土镁合金中第二相独特的微阳极效应；首次确定出镁合金的应力腐蚀与氢的关系，揭示出其开裂机制归因于内部形成的氢化物和氢气压；首次区分了腐蚀疲劳过程中变形和腐蚀产生的声发射信号数，并量化了力学/腐蚀相互作用，揭示出点蚀和铸造缺陷诱使疲劳裂纹萌生的竞争机制，阐明了氢脆是导致镁合金腐蚀疲劳强度降低的主要原因；首次提供了孪晶诱使疲劳裂纹萌生的直接性证据，揭示出纯静态镁合金在空气中的疲劳裂纹萌生主要归因于局部循环滑移挤入挤出与氧吸附的交互作用引起的不可逆循环变形；首次揭示出镁合金的宏观断角与取向的变化规律，证明镁合金室温下的变形机制为基面滑移和孪晶。

新型金属材料的结构和性能

新型金属材料的结构和性能随着科技的发展和工业化的进步，人们对材料的需求越来越高。

传统的金属材料虽然有很好的强度和韧性，但是其密度较大、易锈蚀、无法轻便加工等缺点也制约了其进一步的应用。

为了解决这些问题，科学家们不断地研究和开发新型金属材料。

本文将介绍一些新型金属材料的结构和性能，以及其应用前景。

一、高强度低密度的金属材料高强度低密度的金属材料又被称为轻质金属材料，它包括铝、镁、钛等金属材料及其合金。

由于其密度低，可达传统钢铁的三分之一左右，故被广泛应用于飞船、火箭、航空航天器、汽车等领域。

例如，德国的宝马汽车使用铝合金材料制造汽车的车身和零部件，可以降低汽车的重量，提高燃油经济性和运动性能。

除了轻量化外，高强度低密度的金属材料还具有良好的力学性能和抗腐蚀性。

例如，铝合金具有高强度、良好的可加工性、耐腐蚀性和电导率。

而镁合金具有轻量、高强度、优异的真空密封性和较高的热稳定性，可用于制造航空航天器、汽车零部件、手机等产品。

二、仿生材料仿生材料是一种新型金属材料，它仿照动物或植物的结构和特性制造出来的材料。

例如，锯齿状结构的钢板可提高其抗弯曲性能，肌肉纤维状的材料可使其具有形变功能。

这种材料的研究不仅可以扩展金属材料的应用领域，同时也为生物医学领域的研究提供了新的方法和思路。

三、多级金属材料多级金属材料是将多种金属材料进行复合组合，形成新的高性能金属材料。

例如，用纳米金属粒子掺杂在高强度钢材料中，可以显著提高钢材料的强度和延展性；将铜和银复合可以提高电导率和抗氧化性能。

多级金属材料不仅具有优异的物理化学性能，而且具有良好的材料可塑性，可应用于电子、机械、船舶等领域。

四、新型合金材料新型合金材料是用传统的金属材料与其他元素混合而成的新型材料，与传统材料相比，在抗腐蚀性和耐磨性上有了更好的表现。

例如，钢中掺加Cr、Ni等元素，可提高其抗氧化性和抗腐蚀性；将铁、铜、炭、锡等元素复合，可制成高韧性的多元合金，应用于高压管道等领域。

泡沫金属材料

泡沫金属材料
泡沫金属材料是一种新型的金属材料，其具有独特的微孔结构和轻质高强的特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。

泡沫金属材料的制备方法主要包括泡沫成型、泡沫填充和泡沫合金三个步骤。

首先，泡沫成型是泡沫金属材料制备的关键步骤。

通过在金属表面涂覆一层发泡剂，然后在高温条件下进行热处理，使得金属表面形成微小的气泡，最终形成泡沫状结构。

这种结构使得泡沫金属材料具有较低的密度和优异的吸能性能，适用于各种高强度、轻质的材料需求场合。

其次，泡沫填充是指将泡沫金属材料填充到需要增强材料性能的部位。

例如，在航空航天领域，泡沫金属材料可以填充到飞机机身结构中，以提高其抗疲劳性能和减轻整体重量。

在汽车制造领域，泡沫金属材料也可以用于填充汽车车身中，以提高车身刚性和减轻车辆自重，从而提高汽车的燃油经济性和安全性能。

最后，泡沫合金是指将泡沫金属材料与其他金属材料进行合金化处理。

通过合金化处理，可以使泡沫金属材料具有更优异的力学性能和耐腐蚀性能，从而扩大其应用范围。

泡沫金属材料的合金化处理可以根据具体的使用要求进行调整，以满足不同领域的需求。

总的来说，泡沫金属材料具有独特的微孔结构和轻质高强的特点，使得其在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域具有广泛的应用前景。

通过泡沫成型、泡沫填充和泡沫合金三个步骤的制备方法，可以满足不同领域对于材料性能的需求，为现代工业技术的发展提供了新的可能性。

随着材料科学的不断发展，相信泡沫金属材料将会在更多领域展现出其优异的性能和广阔的应用前景。

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ＺＨＡＮＧＫｅ
（ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１５，Ｃｈｉｎａ）
《铝加工》
２０１５年第４期总第２２５期
技术工程，信息报道
ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙＦｒａｍｅＳｅｔ
ａｓｗｅｌ１．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｆｒａｍｅｓｅｔ；ｄｅｆｏｍａｒｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ
Ｃ９１９中特殊材料以铝锂合金为主
卷边性能车用铝板、高强度车身内用和外用铝板这三款新品的研发，目前已有部分合资品牌和自主品牌车企向西南表达了
产品采购意向。
美国研发出新型轻质高强金属
美国纽约大学成功制备出了由轻质金属基复合泡沫构成的层状复合材料，该材料在汽车、火车、船舶以及其他需要在被拉伸或压缩时仍能保持强度的轻质结构组件领域中具有重要的应用前景。他们的研究集中于在碳纤维面板中填充含有中空氧化铝颗粒的铝合金。这种层状材料在减轻重量的同时也增加了刚度，并且能吸收更多的能量。这些性质使得金属基复
点。２０１５年仍为铝库存消化期，２０１６年伴随着电解铝产能投放的趋缓，电解铝有望迎来历史性拐点。预计２０１５～２０１７年电
解铝均价分别为２０００美元／ｔ、２３００美元／ｔ、２６００美元／ｔ。
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是等温的，不存在热应力问题。此外，该系统能控制热损，可回收５０％的损失热量，这相当于每台电解槽每年回收相当于
４３９万度电的热量，可以让电解槽的产量提高２０％。
铝价拐点正在形成２０１６年值得期待
今年有可能是电解铝行业最为困难的一年，但也为铝价周期拐点的到来提供了基础，而这一拐点可能会在２０１６年。积极变化一：区域腾挪空问已然不大，成本见底可期；变化二：同时在 “ 政府约束＋高负债率 ”下，产能投放２０１６年或迎来拐
合金、钛合金等，其中复合材料使用量将达到２０％。Ｃ９１９飞机的成功和中国巨大的航空市场，必将为中国冶金行业和中国
铝合金行业带来新的机遇和挑战。
西南铝自主研发汽车用铝板明年形成５０００ｔ产能
西南铝已完成车用铝材前期技术研究，明年上半年将实现批量生产，预计年产能可达５０ｑ＝ｏｔ。今年内西南铝将完成对高
合泡沫夹芯材料在汽车底板以及其他对刚度要求较高的应用领域中极具吸引力。
ＧＲＴ开发电解槽废热回收技术
ＧＲＴ新近出发出一种电解槽废热回收技术，该技术所采用的热管是热传输装置，管内是真空的，结合了热传导和流体
相变原理，在热管中的工作液体可以在液态和气态之间进行转换。它是超级热导体，导热能力是铜的１０００￣，其热交换器
Ｃ９１９大型客机已获得中外近２０多家航空企业的订单，订购数量达５０７架。Ｃ９１９的研发重中之重莫过于发动机和飞机的制造材料。Ｃ９１９采用先进的结构设计技术和较大比例的先进金属材料和复合材料，以减轻飞机的结构重量，主要就是铝锂
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｔｏｏｌｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｌｕａｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｆｒｌａｍｅｓｅｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｇｒｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｓｅｔｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ