工程材料輕量化，是航空航天工程、汽車工業和高速鐵路等領域的核心目標之一
鋁基材料具有高比強度、耐腐蝕、高導熱和高導電等優點，是一種重要的輕量化材料[1, 2]
但是多數鋁基材料的組織在高于250℃的溫度下不穩定，其強度隨著溫度的升高而急劇降低
因此，運行于中高溫區間的鋁基材料構件難以輕量化[3, 4]
目前，關于耐熱鋁基材料的研究主要是提高鋁合金基體的耐高溫性能，包括對傳統鋁合金進行改性、用快速凝固等工藝制備彌散強化鋁合金和添加陶瓷等增強相復合化，但是難以兼顧高溫強度和制備工藝
例如，在傳統的Al-Cu系和Al-Si系鋁合金中添加Ag等微量元素提高其穩定性和高溫強度，但是溫度高于300℃其強度仍然急劇惡化[5, 6]
用快速凝固技術可在鋁基體中生成大量細小彌散的亞穩定相，以Al-Fe-V-Si等彌散強化鋁合金為典型代表，可使其高溫(300℃)強度明顯高于傳統鋁合金[7]
但是，制備加工流程困難和復雜
進行復合化提高鋁合金的高溫強度，一直是備受關注的研究方向
添加SiC、B4C、碳納米管、石墨烯等增強相，不僅使其室溫強度明顯提高[8~11]，高溫強度或蠕變性能也有不同程度的提高
Al2O3與鋁基體的界面相容性優異且沒有任何界面反應，在基體中的穩定性十分優異
而原位生成的納米尺度Al2O3，具有很高的高溫強化作用[12]
金屬氧化物如ZrO2、TiO2和CuO等可與Al發生原位反應生成Al2O3，還能形成金屬間化合物如Al3Zr、Al3Ti和Al2Cu[13~15]，因此可實現協同強化
在鋁合金中添加一定含量的稀土元素可細化晶粒，還能與鋁基體生成高熱穩定性的金屬間化合物，有利于提高材料的抗蠕變性能[16~19]
因此，向鋁基體中添加稀土金屬氧化物借助原位反應同時生成Al2O3和稀土與鋁的金屬間化合物，有望制備出耐高溫性能更優的鋁基復合材料
Sakamoto等[20]向鋁基體中添加納米La2O3和Y2O3顆粒，發現La2O3更易與鋁基體發生反應而生成Al2O3和Al11La3
對于機械合金化，Choi等[21]指出，球磨強度主要與球速和球料比有關
Sakamoto的研究表明，較低的球磨強度和燒結溫度，不能實現充分的原位反應
鑒于此，本文通過高能球磨和真空燒結使鋁與La2O3充分反應制備出(Al11La3+Al2O3)/Al復合材料，并研究其力學性能和相關強化機
聲明：
“(Al11La3+Al2O3)/Al復合材料的高溫性能及其強化機制” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：周聰,昝宇寧,王東,王全兆,肖伯律,馬宗義
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2025年07月23日 ~ 26日 
