成果简介
围绕高强度耐热铝基轻质合金的相图、重要化合物晶体结构与性能预测，采用实验和理论计算相结合的手段来研究上述基础科学问题，开展了包括“Al-RE系新型耐热强化相的结构和性能预测”、“Al-TM -X系新型（耐热）强化相的结构和性能预测”、“铝合金亚稳相及其强化机理研究” 、“新型铝-稀土系多组元高熵轻质结构材料探索”、“Al-Zr-RE体系相图、相结构与性能”、“Al-Cr体系相图、相结构与性能”及“Al-V, Mo体系相图、相结构与性能”等7个方面的基础研究以及其应用探索的工作。
（1）研究成果已在《J. Alloys Compds.》、《J. Solid State Chem.》、《J. Appl. Phys.》等15种知名国际学术期刊上发表论文45篇，其中已被SCI收录45篇、EI收录41篇，SCI影响因子总和达119.183；已获得公开国家发明专利授权2项；在国际和国内重要学术会议上做报告5次。
（2）论文被同行在材料学顶级刊物《Mater Today 》(影响因子24.537) 、《Acta Mater.》等57种期刊上以长篇综述和论文的形式引用275次。
（3）国际衍射数据中心（ICDD）收录了本项目3个化合物的晶体结构和衍射数据等研究结果，并授予ICDD贡献奖。
（4）提出的稀土元素对多组元高熵合金材料体系的结构与性能的影响研究受到同行的高度评价与引用，同时研究结果被首次提出高熵合金概念的台湾学者叶均蔚教授正面评价引用。
（5）创新人才培养效果显著，多名学生获得国家级奖励3项。
应用前景
高强度耐热铝合金在高温下有良好的抗氧化性，在温度和载荷（动态和静态）的长时间作用下具有抗塑性变形（蠕变）和破坏能力及导热性好和密度低等特点，因而在电力、汽车、船舶、航空、航天、兵器等行业得到广泛应用。尤其是应用于旧线路改造，增容效果突出，可节约大量的金属材料和基建投资，尤其适用于需要高强度、大容量的线路，在长距离、大跨越、超高压输电电网改造中，起到节能、节材、节地（节约输电走廊）的作用。因此，开展高强度耐热铝合金的相关基础研究、促进我国自主知识产权铝合金品种的开发具有十分重要的理论和现实意义。
为了保证多组元高强度耐热铝合金具有所需的综合性能，其体系设计时需要保证合金元素在Al中的固溶度小、能形成合适的增强相、在Al中的扩散系数低、而其所形成的合金可采用传统工艺凝固。许多过渡族金属（TM）元素和稀土元素由于可与Al形成Al₃M(L12结构)增强相，具有很好的研究前景。因此，充分了解过渡金属元素和稀土元素对铝的协同作用机理，开展Al-TM-RE体系相关的基础研究对于发展新型的高性能耐热铝合金具有重要意义。
然而，之前国际上虽然有关于Al-TM-RE系的高性能耐热铝合金基础研究工作，但报道还比较少且并不系统。关于多组元多相高强度耐热铝合金材料设计、三元及其以上合金相图和相结构、热力学数据、显微组织演变模拟及性能等方面的研究报道还很欠缺，对有关体系中的有效强化相还缺乏系统的研究与深入的认识，制约了相关多元铝合金的体系设计与制备工艺的发展。
为此，我们立足于广西的实际，以广西大学相图与相结构研究50多年的学术积淀为基础，自2006年起组织了一支以青年研究人员为主的科研团队，从背景问题收集、研究方向浓缩、工作方案提出等出发，围绕新型高强度耐热铝合金相关的相关体系相图、重要化合物晶体结构与性能预测的主要研究目标，采用实验和理论计算相结合的手段来研究上述基础科学问题，开展了包括“Al-RE系新型耐热强化相的结构和性能预测”、“Al-TM (Cu, V, Cr, Nb, Ta, Si, Ge, Pt, Zn)-X(X=Ho, B, C, Ti, Zr, Hf, Sc, Cr, Se, Te, RE, Hf, Ca)系新型（耐热）强化相的结构和性能预测”、“铝合金亚稳相及其强化机理研究”、“新型铝-稀土系多组元高熵轻质结构材料探索”、“Al-Zr-RE体系相图、相结构与性能”、“Al-Cr体系相图、相结构与性能”、“Al-V, Mo体系相图、相结构与性能”等7个方面的基础研究以及应用探索的工作。
成熟度
基础研究。
成果展示
知识产权情况
成果完成人
资源环境与材料学院：湛永钟
成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3272162。