1、 主要技術發明
(1)鋁基復合材料短流程粉末冶金技術
建立了復合化與合金化同步實現的粉末冶金工藝，去除了基體合金配制熔煉過程，且可以在粉末混合階段即實現合金體系與合金元素含量的自由、精確設計。該方法不僅減少了研制和生產成本及周期，還可從源頭上保障復合材料性能穩定性。以典型的SiC/Al、B4C/Al復合材料為對象，建立了相應的熱壓燒結工藝和熱處理工藝，其中增強顆粒體積含量可達65%，基體合金包括Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si-Cu等，實現了工藝由公斤級到噸級的逐級放大，單個坯錠可達6噸。
(2)鋁基復合材料可控變形加工技術
針對鋁基復合材料塑性變形加工易產生缺陷、組織復雜等特征導致加工效率低下、成材率低、性能穩定性不佳等固有難題，在傳統加工圖優化工藝參數基礎上，通過對擠壓、鍛造、軋制等變形過程中開展跨尺度模擬，實現了不同工藝下組織和力學性能仿真，進而突破了以復合材料組織與性能為導向的高效率工藝優化，降低了試驗試錯消耗。以此技術，一次成功研制出投影面積達4m2的高性能SiC/Al鍛件，并使板材、型材等常件加工材成材率比現有水平提升20%以上。
(3)鋁基復合材料高質量可靠攪拌摩擦焊技術
攪拌摩擦焊接(FSW)是實現鋁基復合材料高強度焊接的方法。但FSW面臨焊接工具磨損嚴重、材料流變性差等挑戰，制約了研發與應用。通過自主研發高韌性、耐磨的長壽命金屬陶瓷焊接工具，實現了鋁基復合材料的長距離可靠焊接。通過合理設計工具形貌、焊接參數及母材熱處理狀態，優化FSW過程中的材料流動模式，顯著改善接頭的組織與性能。所獲得接頭強度可達峰時效態母材的80-97%，對退火態母材，焊接頭強度可達母材100%。
2、 應用領域及效果
本成果已在航天、核電等領域多個首臺、首套重大型號獲得應用，包括遙感、北斗、風云、高分等系列衛星、祝融號火星車、嫦娥5號探測器、天和號空間站以及龍舟號乏燃料貯運容器等，為我國載人/探月、高分辨對地觀測、大型氣冷堆/壓水堆等重大專項關鍵型號提供了支撐。近5年累計銷售收入超過1.4億元，現已完成成果轉化，投資1.6億元建設了年產能數百噸的產業化公司，未來將向航空、汽車、體育器材、電子等民用領域拓展應用，產生更大經濟效益。這表明以SiC/Al、B4C/A
聲明：
“高性能鋁基復合材料工程化制備技術” 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：中國科學院金屬研究所
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2025年08月05日 ~ 07日 
