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　鋁合金是國民經(jīng)濟建設(shè)和國家安全重要的工程材料。但是迄今為止，我國一些高性能鋁合金制備的關(guān)鍵技術(shù)還沒有突破，很多重點型號所需的高性能鋁合金材料仍然依賴于進口，高性能鋁合金研制與開發(fā)還有許多工作等待國人去做。

　　鋁合金的高性能化有幾種途徑，其中微合金化強韌化是近20年來高性能鋁合金研究的前沿領(lǐng)域。所謂微合金化強韌化通常是指將質(zhì)量百分數(shù)小于0.5%的微量元素添加或者復合添加到鋁合金中借以大幅度提高合金強度和韌性的一種技術(shù)。其中，鈧的添加特別引人注目。

　　研究工作從哪里入手？科研組的同志一致認為“研究工作應(yīng)當首先從基礎(chǔ)做起，基礎(chǔ)牢才能做大事。”微量鈧添加到鋁合金中能大幅度提高合金的性能，這種神奇作用的原因是什么？課題組在國家自然科學基金的支持下，開展了微量鈧在鋁鎂系合金中的存在形式及作用機制研究。他們設(shè)計了一系列對比合金，研究了微量鈧對目標合金晶粒度、再結(jié)晶行為以及對合金強度和韌性的影響。發(fā)現(xiàn)了一系列有重大意義的研究結(jié)果：關(guān)注鋁箱產(chǎn)業(yè)，幫你完成事業(yè)夢想

　　第一，微量鈧和鋯主要以Al3(Sc,Zr)I和Al3(Sc,Zr)II兩種鋁化物形式存在，鋁化物的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方，點陣常數(shù)為0.410nm，前者是α(Al)基體最有效的晶粒細化劑，后者與基體共格，強烈釘扎位錯和亞晶界，它能強烈抑制合金熱變形過程和冷軋板材退火過程的再結(jié)晶；第三，微量鈧和鋯在鋁合金中的強化機制為細晶強化、亞結(jié)構(gòu)強化和鋁鈧鋯化合物粒子引起的析出強化。論文《微量Sc和Zr對Al-Mg合金組織性能的影響》和《微量Sc和Zr對Al-Zn-Mg合金組織性能影響》分別在材料領(lǐng)域英國著名刊物《材料科學與工程》和俄羅斯著名刊物《有色金屬》上發(fā)表，SCI他引數(shù)十次。多名來自韓國、法國、德國、日本等國的研究者來信或通過E-mail索取資料。尹志民教授訪俄期間，還多次與鋁鈧合金研究權(quán)威扎哈羅夫教授和費拉多夫教授進行了學術(shù)交流。

　　第二，微量鈧和鋯復合添加效果比單獨添加好，鈧、鋯復合微合金化是Al-Mg系合金強韌化的有效途徑；

　　鋁鈧合金基礎(chǔ)研究有了重大突破以后，緊接著的一個問題就是研制開發(fā)鋁鈧中間合金。因為微量鈧只能通過鋁鈧中間合金的形式加入到鋁合金中，否則“巧婦難為無米之炊”。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國鈧資源豐富。

　　鈧作為一種過渡族元素以及稀土元素加到鋁及鋁合金中，不僅能夠顯著細化鑄態(tài)合金晶粒、提高再結(jié)晶溫度從而提高鋁合金的強度和韌性，而且能顯著改善鋁合金的可焊性、耐熱性、抗蝕性、熱穩(wěn)定性和抗中子輻照損傷的作用。因此，鋁鈧合金被認為是新一代航天航空、艦船、兵器用高性能鋁合金結(jié)構(gòu)材料。近20年來，國際材料界尤其是前蘇聯(lián)，由于軍工戰(zhàn)略方面的需要，對鋁鈧合金進行了大量的研究與開發(fā)。國內(nèi)鋁鈧合金起步較晚，90年代中期還只有少數(shù)幾篇評述性的文章。然而，這種新合金在航天航空方面的優(yōu)異性能引起了國防工業(yè)部門的濃厚興趣，有關(guān)應(yīng)用部門希望國內(nèi)立即開展這方面的研究。

　　“國家需要就是我們的研究目標！”學科帶頭人尹志民教授敏銳地感覺到這一信息的重大價值。這位1987年從加拿大多倫多大學留學回國并長期從事高性能鋁合金研究的學者，立即帶領(lǐng)科研室一批青年學子在這一領(lǐng)域開始了艱苦的探索與實踐。