铝合金深度玻璃化理论和性能的研究

本项目全面深入分析了国内外非晶态铝合金研究现状与未来发展，尖锐抓住铝合金玻璃化能力弱这一国际共性瓶颈，通过对大量实验数据和理论分析，依照铝合金玻璃化形成能力、热稳定性、机械性能和电化学性能进行综合评价，优化设计出与国内外不同的新的铝合金组分，提出新的研究思路，力求找到关键切入点，突破束缚铝合金玻璃化的瓶颈，深层研究铝合金深度玻璃化理论和技术。同时，针对铝合金非晶态的微观演变规律及与其相对应的机械性能和电化学属性进行深入研究。理论上，突破铝合金玻璃化理论这一国际共性前沿瓶颈，为制备大块非晶铝合金材料提供科技依据，同时确定玻璃态铝合金微观演变的内在规律并建立同其相对应的电化学和机械性能之间的内在关系。实际应用上，无论作为宏观结构材料、还是纳米微型器械或合金防护镀层，都能满足在复杂的材料体系、特殊的环境与应力作用条件下，提供机械与电化学性能可调、资源廉价、性能与服役优良的玻璃态铝合金材料和技术。

本项目瞄准铝合金玻璃态形成能力弱这一世界核心共性的科学技术关键难点和研究热点，全面和系统地研究了三元、四元、五元和更多元两大种类的铝合金(即Al-MR-TM-TE“铝-稀土元素-过渡元素-痕量元素”类，和Al-ETM-LTM-TE“铝-前过渡元素-后过渡元素-痕量元素”类)的玻璃态形成能力、热稳定性、组织相衍化过程、机械力学和各种环境条件下的热力学、电化学和高温氧化与腐蚀行为。从科学上，建立了完整的非晶态铝合金体系及其多学科的特征属性、变化、关联、机制和规律的数据库，为我国国家重大战略领域包括太空、航空、海洋、陆地、深海和地下等各类金属材料在各种极端环境条件下开发应用新兴玻璃态铝合金材料、解决共性关键的腐蚀防护瓶颈短板奠定了科学基础。在技术上，成功研发优化出一套既可以制造玻璃态铝合金粉体的气相雾化技术和工艺又能制造玻璃态铝合金特殊防护镀层的冷喷涂技术和工艺，为大规模生产、制造和应用该新兴材料、粉体加工与防护镀层奠定了现代装备技术和大规模产业化基础。形成了集“科学、技术和产业”三维立体、共进发展的集成创新成果，填补了国内空白，达到了世界前沿水平，对新兴玻璃态铝合金材料科学研究的拓展延伸、对高新气相雾化粉体制造技术与冷喷涂镀层技术的创新发展、对玻璃态铝合金材料、技术和装备的产业化应用创造了坚实的基础，为解决国家重大战略领域的共性核心材料腐蚀防护的瓶颈和领衔世界新兴玻璃态铝合金材料科学、加工技术和产业化的发展奠定了基础。在经济社会价值上，将产生数十亿元的新兴市场。