客觀日本

大阪大學實施低溫下的高強度鋁合金完全鍵合,而且基本不留痕跡

2020年12月15日 機械/機器人

本文根據大阪大學成果發佈編譯整理而成

大阪大學接合科學研究所的藤井英俊教授和森貞好昭特任副教授等人組成的研究團隊全球首次開發出了「完全鍵合」技術,可以直接連續鍵合鋁合金,宛若鍵合部位不存在一樣。

以往的鋁合金鍵合部不可避免地會形成明顯軟化的熱影響區,鍵合結構體的強度和可靠性均由鍵合部決定。也就是說,即使提高了鋁合金的強度,也無法充分發揮其優勢。

此次,藤井英俊教授和森貞好昭特任副教授等人組成的研究團隊關於邊擠製想要鍵合的材料邊升溫的固相鍵合,發現了一個意料之外的鍵合原理,即「透過施加較大的鍵合壓力可以降低鍵合溫度」。研究團隊發現,透過以大壓力擠製被鍵合材料,鍵合溫度會降低,無需再以低氣壓力擠製被鍵合材料並謹慎地控制溫度。這是因爲,透過施加較大的鍵合壓力,被鍵合界面能在更低的溫度下變形,研究團隊利用該原理,在200°C左右的低溫下成功鍵合了鋁合金,並應答形成的鍵合部與母材的硬度完全相同。

另外,這些鍵合原理還可應用於已在工業領域得到廣泛利用的摩擦壓接。這樣,鍵合部就不會成爲特殊部位,可視爲與母材相同,能大大簡化結構體的設計。可以獲得直接發揮高強度鋁合金材料特性的理想鍵合結構體。

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圖1:A6061鋁合金接頭的截面照片,鋁合金材料透過非常薄的鍵合界面鍵合。

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圖2:A6061鋁合金鍵合部的硬度分佈,透過新黏合技術獲得的鍵合部硬度與母材相同。所有鋁合金上都可以形成這種鍵合部。

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編譯:JST客觀日本編輯部