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近日，萬宇科技董事長萬龍團(tuán)隊(duì)在晶態(tài)、非晶態(tài)復(fù)合材料制備方面取得新成果。該成果為下一代可折疊手機(jī)鉸鏈結(jié)構(gòu)提供重要設(shè)計(jì)與制造方案，發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)復(fù)合與混合材料》上。

鋁合金輕質(zhì)高強(qiáng)、易加工，是消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的金屬材料；金屬玻璃（BMG）為長程無序的非晶結(jié)構(gòu)，具有高強(qiáng)度、高彈性極限以及優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕性能。二者復(fù)合后，在輕量化、高可靠性零部件領(lǐng)域具有顯著應(yīng)用潛力。但晶態(tài)鋁與非晶態(tài)金屬玻璃存在原子尺度結(jié)構(gòu)、熱物理性能方面的顯著差異，在傳統(tǒng)熔焊或鑄造復(fù)合過程中，界面容易形成脆硬的金屬間化合物（IMCs），導(dǎo)致界面結(jié)合強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差，制約其工程應(yīng)用。針對(duì)上述挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)基于自主研發(fā)的攪拌摩擦沉積（AFSD）技術(shù)與裝備，創(chuàng)新性地提出了一種具有納米多晶層的跨尺度界面結(jié)構(gòu)的鋁/鋯基金屬玻璃復(fù)合材料制備方法。該方法能夠在保持金屬玻璃非晶穩(wěn)定性的同時(shí)，顯著提升界面承載能力，所制備的復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度達(dá)187Mpa（兆帕），較優(yōu)化前提升65.5%，為下一代折疊手機(jī)鉸鏈等輕量化部件，提供了全新的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造方案。

研究表明，AFSD沉積過程中生成納米多晶層，其平均厚度僅280nm（納米）。該納米多晶層能促進(jìn)裂紋偏轉(zhuǎn)與能量耗散，緩解局部應(yīng)力集中，顯著提高復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度。該成果為突破晶態(tài)/非晶異種材料界面強(qiáng)度、韌性、穩(wěn)定性難題提供了新思路和解決方案，不僅適用于鋁/鋯基金屬玻璃體系，在鋁/鈦、鋁/鎂、鋁/銅、鋁/鋼等同樣存在結(jié)構(gòu)差異、連接難題的異種金屬復(fù)合材料中，也具有推廣價(jià)值。未來，團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開展研究，推動(dòng)AFSD技術(shù)在輕量化、高可靠性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造中的工程應(yīng)用。

（受訪者供圖）