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未申请专利

铝基原位（In-situ）纳米复合材料是以铝合金为基体、反应合成纳米陶瓷颗粒为增强体的新兴高性能纳米复合材料，独特的原位纳米增强体、复杂的陶瓷颗粒/金属铝合金界面结构、复合构型特征等结构特点，赋予其高的比强度、出色的抗疲劳能力、良好的耐热性、耐磨性以及高阻尼等结构-功能一体化特性，在航空航天、国防军事、交通运输、电子信息和精密仪器等高技术领域具有广阔的应用前景，成为纳米材料与金属材料交叉领域中新兴的高性能复合材料之一。
本项目负责人在2004～2005年在英国帝国理工学院（Imperial College London）材料系作高访期间对高性能原位铝基纳米复合材料的体系设计与制备展开了系统研究。回国后继续从事高性能原位铝基、镁基纳米复合材料以及特种合金的研究，先后主持国家“863”、国家自然科学基金等项目30余项，获部省级科技进步一等奖2项、中国专利优秀奖1项、教育部技术发明二等奖1项、江苏省科技进步二等奖2项、中国产学研合作创新成果奖1项。

本项目以高性能铝基原位纳米复合材料设计、制备和性能调控基础科学问题为研究对象，开展多学科交叉融合创新研究，建立以性能为导向的铝基原位纳米复合材料设计理论，揭示组合外场调控铝基原位纳米复合材料的制备规律，研究其成形机制和性能调控原理，探索模拟服役环境下材料的服役行为与机理，分析界面、组织与性能耦合响应机制，构建典型高性能铝基原位纳米复合材料工程化应用基础理论。

高性能原位铝基纳米复合材料的成分、组织和性能等特点如下：
（1）成分特点：配合原位纳米复合强化技术，通过对合金成分微调实现原位纳米复合材料的低成本、规模化生产。
（2）组织特点：制备的原位纳米复合材料中，以纳米级的AlN晶须（1~2wt.%），ZrB2颗粒（1~5wt.%），Al2O3颗粒（1~5wt.%）为主要弥散强化相。
（3）性能特点：可满足不同环境对性能的苛刻要求。抗拉强度为（300~550MPa），屈服强度为（280~510MPa），延伸率为（5.5~16%），模量为（70~95 GPa）；高耐磨性；耐热冲击；耐热疲劳。
（4）工艺特点：可铸造成型（重力铸造、压铸、连铸半连铸）、挤压成型和锻造成型。
（5）加工特点：可气割；可进行激光焊接，搅拌摩擦焊接，等离子焊接，压力扩散焊接；可进行一般机械加工和精密机械加工。