鎢強化鋁複合材料

鋁基複合材料具有低密度、高拉伸強度、高彈性模量和高耐磨性等優點。因此，鋁基複合材料在航空航太中具有很大的應用潛能。

目前生產鋁基複合材料的方法大多為擠壓鑄造法、無壓浸滲法和噴射成形法，這些方法存在一定的缺點，比如強化顆粒在基體中分散不均勻，強化顆粒與鋁基體潤濕性差，製備的複合材料孔隙度高和較低的經濟效益等。

累積疊軋焊做為一種嶄新的方法克服了上述的缺點，近年來，人們利用該方法已經生產出了多種鋁基複合材料，比如B₄C強化鋁基複合材料，SiCP強化鋁基複合材料，Al₂O₃強化鋁基複合材料，SiO₂強化鋁基複合材料，ZrO₂強化鋁基複合材料和ZnO₂強化鋁基複合材料。

這些鋁基複合材料的增強相均為陶瓷顆粒，因此，他們的導電性能受到了很大程度的限制。靜電積聚嚴重地威脅了航空元件的安全。因此，在選擇航空元件的材料時，電導率必須要考慮在內。用硬度較高的金屬鎢顆粒增強鋁基複合材料有可能在不犧牲原有鋁基複合材料優良力學性能的前提下解決它們導電率低下的問題，進而達到航空元件材料的要求。因此，研究人員認為，可以嘗試採用累積疊軋焊法來製造鎢強化鋁複合材料。

將尺寸為150mm×100mm×7mm的退火態1060工業純鋁板表面用鋼絲刷進行打磨，然後用酒精進行清洗。將直徑為10-15μm的29g純鎢顆粒均勻鋪在兩片鋁板之間，兩片鋁板疊放好後放入溫度為350℃馬弗爐中，加熱10分鐘後在直徑為300mm，長度為220mm的軋機上進行軋製。軋製的過程中不使用潤滑油，軋製速度和壓下量分別為0.4m/s和50%，軋製完成後空冷至室溫。將首道次軋製後的複合板材從中間切斷，分別用鋼刷和酒精對板材表面進行打磨、清洗，在切斷後的兩板材之間均勻鋪放與第一道次品質相同的純鎢顆粒（29g），在350℃加熱10分鐘後進行第2道次軋製。軋製條件與第一道次相同。重複剪切、打磨清洗、鋪放純鎢顆粒、疊放、加熱和軋製至第4道次。最後合成出鎢鋁複合材料板材。將合成的複合材料板材進行11次迴圈的剪切、打磨清洗、疊放、加熱和軋製。最終得到顆粒分佈均勻的鎢強化鋁複合材料板材。

鎢強化鋁複合材料在不破壞純鋁優良導電性能的前提下，力學性能得到了大幅的提高。其屈服強度為130-152MPa、抗拉強度為145-160MPa、布氏硬度為50-63HB，分別為退火態1060工業純鋁的3.25-3.8倍、1.812-2倍和1.72-2.172倍。

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