兰州理工大学研发出铝基新材料

　　兰州理工大学研发出铝基新材料

　　【本报讯】近日，兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室的科研团队成功开发出一种兼具高强度与高塑性的新型铝基复合材料，为解决长期困扰该领域的“强度—塑性难以兼得”的瓶颈问题提供了创新性解决方案。

　　据悉，铝基复合材料因其重量轻、强度高、耐磨损和耐热性能好，被广泛应用于航空航天、汽车制造和国防工业等高端领域。然而，一个长期存在的技术难题限制了其更广泛的应用：当通过添加增强颗粒等方式提高材料强度时，材料的变形能力往往会大幅下降，变得脆而易裂。

　　面对这一挑战，兰州理工大学张学拯副教授团队及其合作者另辟蹊径，模仿自然界中“钢筋混凝土”的协同增效原理，在材料内部设计了一种巧妙的“异质结构”。实验结果表明，新型材料的极限抗拉强度达到603兆帕，断裂伸长率保持在10.9%，相较于基础铝合金，强度提升近60%，塑性提升超过30%。其卓越的综合力学性能超越了目前多数同类材料。

　　研究深入揭示了其内在机理：纳米级增强颗粒引发有利的微观结构变化，产生高强度的内部应力场；微米级的“核壳”颗粒则有效阻止微裂纹扩展；“软区”通过塑性变形吸收能量。这种多重机制的协同作用，赋予了该材料“刚柔并济”的特性。

　　据了解，这项研究为高性能金属基复合材料的设计开辟了一条新的道路，展示了通过精细调控材料内部微观结构来打破传统性能瓶颈的巨大潜力，对未来轻量化高性能材料的发展具有重要的指导意义。

　　本报记者 华 静