主要由鋁(Al)和鋯(Zr)組成,常見合金體係如 Al-Zr(鋯含量通常為 0.1%~5%),部分含微量銅(Cu)、鎂(Mg)等元素以優化性能。
耐高溫性:鋯的加入顯著提高合金的高溫強度和抗氧化性,可在 300℃以上環境中保持性能穩定。
耐腐蝕性:鋯能形成致密氧化膜,增強合金在酸鹼環境中的抗腐蝕能力。
力學性能:強度適中(抗拉強度約 200~350 MPa),塑性較好,加工成型性優良。
核性能:鋯具有低中子吸收截面,部分 Al-Zr 合金用於核反應堆結構材料。
氣霧化法:在惰性氣體(如氮氣)中熔融噴射霧化,形成球形粉末,粒度可控(通常 5~100 μm)。
機械合金化法:通過高能球磨使鋁粉與鋯粉均勻混合,適用於制備納米級復合粉末。
粉末冶金法:將混合粉末壓制燒結,可調控致密度和微觀結構。
以鋁為基體,鐵(Fe)含量通常為 5%~30%,可能含硅(Si)、錳(Mn)等元素,形成 Al-Fe-Si、Al-Fe-Mn 等合金體係。
高硬度與耐磨性:鐵形成金屬間化合物(如 Al?Fe),顯著提高合金硬度(HV 150~300),適用於耐磨場景。
磁性能:部分高鐵含量合金具有軟磁特性,可用於電磁元件。
密度與強度:密度約 2.8~3.2 g/cm?,抗拉強度可達 300~500 MPa,優於純鋁。
耐蝕性:鐵含量過高時耐蝕性下降,需表面處理(如電鍍、鈍化)。
霧化法:採用水霧化或氣霧化,水霧化粉末粒徑較粗(50~200 μm),氣霧化粉末球形度好(5~50 μm)。
還原法:通過鋁熱還原氧化鐵制備,粉末純度高,但成本較高。
電解法:電解熔融鋁鹽和鐵鹽,適用於高純度超細粉末制備。
以鋁為基體,添加其他金屬(如銅、鎂、硅、鋅、鐵、鋯等)或非金屬(如陶瓷顆粒)形成的合金粉末,按成分可分為:
鋁銅係(2xxx):如 2024 鋁合金粉末,強度高,用於航空結構件。
鋁鎂係(5xxx):如 5052 鋁合金粉末,耐蝕性優異,用於海洋工程。
鋁硅係(3xxx/4xxx):如 A356 鋁合金粉末,鑄造性能好,用於汽車零件。
鋁鋅係(7xxx):如 7075 鋁合金粉末,高強度,用於航空航天。
鋁基復合材料粉末:添加 SiC、Al?O?等增強相,耐磨性和強度顯著提升。
輕量化:密度約 2.4~2.8 g/cm?,比強度高,適合輕量化設計。
綜合性能可調:通過成分設計可優化強度、耐蝕性、導熱性等(如鋁硅合金導熱率達 180~220 W/(m?K))。
加工適應性:適用於粉末冶金、3D 打印、熱噴涂等多種工藝。
| 類型 | 核心特性 | 典型應用場景 | 成本對比 |
|---|
| 鋯鋁合金粉末 | 耐高溫、耐蝕、核性能優異 | 航空航天高溫部件、核工業 | 高(鋯元素昂貴) |
| 鋁鐵合金粉 | 高硬度、耐磨性、部分具磁性能 | 耐磨涂層、粉末冶金零件、電磁元件 | 中 |
| 鋁基合金粉末 | 性能可調範圍廣、輕量化、加工適應性強 | 3D 打印、汽車輕量化、電子散熱 | 低∼高(依成分而定) |