第一篇：铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜硅

铝合金分析仪是产业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学产业中已大量应用。铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

铝合金分析仪在基础上采用独家开发的、具有知识产权保护的最新检测软件，确保了检测结果的可靠性;采用国际先进的多项式拟合曲线技术，增加了单点校正等先进的元素理念，自动调整零点、满度;各元素检测报告一次性打印，不需将C、S的检测结果分开打印，并可根据客户需求设计各种材料牌号自动鉴别系统，铝合金分析仪可自动鉴别材料牌号;测试软件功能齐全，能完全替代传统化验室的各项手工书写工作，并可根据各单位实际需求，任意设置检测报告格式，且可输入任意检测条件查询历史数据;检测功能齐全，标准配置即具备检测300个元素的通道空间。

它的能量是特征的,与进射辐射的能量无关.当较外层的电子跃进内层空穴所开释的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X 射线荧光,其能量即是两能级之间的能量差.因此,X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有逐一对应的关系.K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中 任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为K系谱线:由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线…….铝合金分析仪的原名为：电脑精密元素分析仪是国内最新型的一款多元素分析仪，202_年被认定为国家重点新产品。在国内首创采用元素分析仪可调波长光学系统，实现波长自动连续可调，从而使产品的应用范围达到全功能的水平，可以根据被测材料元素的要求，全自动设定所需波长，可用于各种材料及其合金的多种元素分析。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，产业上广泛使用，使用量仅次于钢。

第二篇：快速凝固铝基非晶合金及纳米晶-非晶复相材料

快速凝固铝基非晶合金以及纳米晶/非晶复相材料

1.快速凝固技术

1.1 快速凝固技术的发展现状

快速凝固的研究开始于20世纪50年代末60年代初，是在比常规工艺过程快得多的冷却速度(例如104～109K/s)或大得多的过冷度(可以达到几十至几百K)下，合金以极快的凝固速率(常大于10cm/s，甚至高达100cm/s)由液态转变为固态的过程。1959年没过加州理工学院的P Duwez等人采用一种独特的熔体急冷技术，第一次使液态合金在大于107K/s的冷却速度下凝固。他们发现，在这样快的冷却速度之下，本来是属于共晶体系的Cu-Ag合金中，出现了无限固溶的连续固溶体；在Ag-Ge合金系中，出现了新的亚稳相；而共晶成分为Au-Si合金竟然凝固为非晶态的结构。这些发现，在世界上物理冶金和材料学工作者的面前展开了一个新的广阔的研究领域。随后，各国，特别是发达国家投人了大量的人力和物力，开 发新的非晶合金体系，改进其性能和探索其应用。随后研究者们又相继发现了一些其他非晶合金体系，如Al-Cr，Al-Mn等，再后来又发现了准晶合金。非平衡亚稳材料如非晶、准晶、超饱和固溶体等成为研究新材料的重要途径。

随着对金属凝固技术的重视和深入研究，形成了许多种控制凝固组织的方法，其中快速凝固已经成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段，同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域。过去对凝固过程的模拟考虑了在熔融状态下的热传导和凝固过程潜热的释放，不考虑金属在型腔内必然存在的流动以及金属在凝固过程中存在的流动。目前，快速凝固技术作为一种研制新型合金材料的技术，已经开始研究了合金在凝固过程时各种组织形态的变化以及如何控制才能得到符合实际生活、生产要求的合金。着重于具有大的温度梯度和快的凝固速度的快速凝固技术，正在走向逐步完善的阶段。[1]

1.2 快速凝固原理及凝固组织

快速凝固是指通过对合金熔体的快速冷却(≥104～106 K/s)或非均质形核被遏制，使合金在很大过冷度下，发生高生长速率(≥1～100cm/s)凝固。由于凝固过程的快冷、起始形核过冷度大，生长速率高使固液界面偏离平衡,因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。加快冷却速度和凝固速率所引起的组织及结构特征可以近似用图1-1来表示。[2]

图1-1 快速凝固引起的显微组织的变化 1.3 快速凝固的方法 1.3.1表面熔凝技术

表面熔凝技术的特点是用高密度能束扫描工件表面，使其表层熔化，熔体通过向下面冷的工件基体迅速传热而凝固，该技术主要应用在材料表面改性方面。

(1)激光熔凝：采用近于聚焦的激光束照射材料表面层，使其熔化，依靠向基材散热而自身冷却、快速凝固。在熔凝层中形成的铸态组织非常细密，能使材料性能得到改善，增强材料表层的耐磨性和耐蚀性。

激光表面熔凝技术的应用基本上不受材料种类的限制，可获得较深(可达2～3 mm)的高性能敷层，易实现局部处理，对基体的组织、性能、尺寸的影响很小，而且操作工艺方便。

(2)激光超高温度梯度快速凝固：激光能量高度集中的特性,使它具备了在作为定向凝固热源时可能获得比现有定向凝固方法高得多的温度梯度的可能性。

利用激光表面熔凝技术实现超高温度梯度快速定向凝固的关键是在激光熔池内获得与激光扫描速度方向一致的温度梯度，根据合金凝固特性选择适当的激光工艺参数，获得胞晶组织。由于它要求的检测手段更为高超，因而设备昂贵，还没能在实际生产中得到广泛的应用。

1.3.2 快速凝固喷射成型技术

喷射成型技术是一种快速凝固近终成型材料的制备新技术。喷射成型工艺的基本过程是把金属原料置于坩埚中，在大气或真空中熔炼，达到一定过热度后(典型值为50～200℃)，释放金属流进入雾化室。在雾化室中金属流被惰性气体分散成液滴飞向沉积器，沉积成致密的坯体。沉积器为板状或棒状，通常采用水冷或不冷却。根据沉积器形状及运动方式的不同，沉积坯可以为板状、棒状、管状或带状。喷射沉积工艺已广泛应用于铝、铜、镁合金及特种钢的成型制备中。

由此可见，喷射成型最突出的特点在于把液体金属的雾化(快速凝固)与雾化熔滴的沉积(动态致密固化)自然地结合起来，以一步冶金操作的方式，用最少的工序直接从液态金属制取整体致密、具有快速凝固组织特征的接近零件实际形状的大块高性能材料(坯料)，从而彻底解决了传统工艺生产高性能材料一直很难解决的成分偏析、组织粗大及热加工困难等难题。同时也避免了粉末冶金工序复杂、成本较高及易受污染等弊端。为新材料的研制和发展提供了一个崭新的技术手段，有广阔的发展前景。

1.3.3 表面沉积技术

表面沉积技术的特点主要是使通过雾化技术制得的粉末或已雾化的金属熔滴喷射到工件表面上，让其迅速冷凝沉积，形成与基体结合牢固、致密的喷涂层。其主要有等离子喷涂、电火花沉积等技术。

(1)等离子喷涂技术：等离子喷涂是利用等离子火焰来加热、熔化喷涂粉末，使之形成涂层。等离子喷涂工作气体常用Ar或N2和5%～10 %的H2，工作气体通过电弧加热离解形成等离子体，其中心温度高达1500K以上，经孔道高压压缩后呈高速等离子体射流喷出。喷涂粉末被送粉气载入等离子焰流，很快呈熔化或半 熔化状态，高速地打在经过预处理的零件表面并产生塑性变形，粘附在零件表面上。各熔滴之间通过塑性变形而相互钩接，从而获得良好的层状致密涂层。由于等离子喷涂具有形成的涂层结合强度高、孔隙率低及效率高、使用范围广等优点，故在航空、冶金、机械等领域中得到广泛的应用。

(2)电火花沉积技术：金属表面电火花沉积技术是近期发展起来的新技术，是在传统工艺基础上发展起来的新工艺，它具有较强的实用性。电火花沉积工艺是将电源存储的高能量电能在金属电极与金属母材间瞬间高频释放，通过电极材料与母材间的空气电离形成通道，使母材表面产生瞬间高温、高压的微区，同时离子态的电极材料在微电场的作用下融渗到母材基体中，形成冶金结合。由于电火花沉积工艺是瞬间的高温—冷却过程，金属表面不仅会因迅速淬火而形成马氏体，而且在狭窄的沉积过渡区还会得到超细奥氏体组织。该工艺具有沉积层与基体结合非常牢固、不会使工件退火或变形、设备简单及造价低等优点，已在实际生产中得到广泛应用。

1.3.4 大过冷凝固技术

大过冷凝固技术的核心是利用金属本身的特点实现快速凝固。其主要有快速蒸汽冷凝技术、快速卸压淬火等。大过冷凝固技术的特点是在熔体中形成尽可能接近均匀形核的凝固条件，从而在形核前获得大的过冷度。熔体主要是通过导热性差的介质传热或以辐射传热的方式冷却。目前，采用此技术制取的合金的尺寸、数量都很小，而且不能连续生产。因此，要使其不仅在理论上和实验研究中得到广泛应用，而且像急冷凝固技术那样应用于实际生产还需要做进一步的改进。

1.4 快速凝固的发展趋势

快速凝固技术是从1960年才开始出现的一种研制新型合金的技术，它对于Fe-Mo-Al合金、改型304不锈钢等新材料的研究与开发起到了关键性作用，特别是超塑性的利用更是其它方法所不能取代的。有关快速凝固及合金的理论研究将给材料科学和其它有关学科注入新的活力，而且对快速凝固合金的微观组织结构与凝固参数之间的关系、对合金相的形成，特别是亚稳晶态相、非晶和准晶形成机制的研究，都将对固体物理等基础理论构成严峻的挑战。对于用作结构材料的快速凝固合金，需要采用固结成型技术生产，固接成型技术的水平直接影响合金的最终性能和合金的应用广泛性，快速凝固技术基础理论的研究将促进固接成型技术的发展。现代凝固技术的研究与应用，迫切要求以液/固相变理论的新成果为指导，在研究对象的尺度上不局限于宏观的凝固过程的研究，而是要在原子尺度上对移动的液/固界面的行为进行分析，与凝固技术的发展相适应。近年来，凝固理论的研究在下列方面取得进展：从传热、传质和固/液界面动力学三个方面对凝固动力学过程给出了不断改进的定量描述；固/液界面形态稳定性理论继续完善，可在低速生长至高速生长的较宽范围内全面估计界面能、界面曲率、结 晶潜热等对晶体形貌及显微结构的影响，提供晶体形态转变的定量判据；大过冷和高生长速率下凝固热力学和动力学研究的不断深入，为合金快速凝固过程的分析和设计提供了依据。快速凝固技术正在引起人们更多的重视，而且随着实际生产的需要也正在不断的深化。

2.快速凝固技术在铝基非晶合金制备中的应用 2.1 铝基非晶合金的发展现状

随着航天航空、运输工具轻型化的迅速发展及节能降耗的需要，对高强度低密度材料的需求越来越迫切，铝基非晶和纳米晶体弥散分布的非晶合金强度可达到或超过钢材的强度，密度却不到钢材的40％，在600K以下具有很好的高温强度，能满足多种航空结构件的需要，可取代价格昂贵的钛合金。此外，非晶合金和纳米晶体比普通的晶体材料更有活性，其催化活度比较稳定，比同成分的晶态合金高1～2个数量级，因而该类材料可作为石油、化工等领域的加氢、脱氢催化剂。由此可见，铝基非晶合金是一种颇具开发应用潜力的新型材料，其制备及相关性质的研究是目前极具魅力的新兴研究领域。[3]

2.2 急冷法制备铝基非晶合金

近十几年来已经发展起来多种快速凝固方法，究其根源是为了获得大的冷却速度(＞1℃/s)。这就迫使材料至少在一个方向上尺寸很小(一般＜100μm)，由于这一条件的限制，快速凝固技术通常可分为三类：①制取条带材料及薄片材料；②雾化法制取粉末；③表面熔化及强化法。

(1)单辊旋转淬冷法：该法简称MS法，如图2-1所示，通过一定转速的铜质单辊将熔体制成非晶或非晶加微晶相的薄带。该方法使用方便，冷却速度大，易调节，可进行连续生产。在非晶铝合金的研究进程中，几乎每一种成分合金的非晶化都是从MS法开始的，然后才推广至其他的方法(如雾化等)。

图2-1 熔体旋转淬冷装置示意图

Imoue通过铜模铸造方法得到厚度达0.2mm～0.4mm的铝基合金(Al84Ni10Ce6)非晶带，而通过单辊旋转淬冷法所能得到的铝基合金(Al-Ni-Ce)非晶条带的最大厚度为65μm。山东大学的王胜海等人，采用单辊旋转淬冷法制备出厚度达到140μm的Al-Ni-La-Ce-Pr-Nd超厚非晶条带，大大增加了铝基合金非晶条带的厚度，有助于实现其在工程上的应用。

(2)气体雾化法：通过高速气体流冲击金属液流使其分散为微小液滴，从而实现快速凝固。通常的气体雾化法冷却速度可达102 K/s～104 K/s，采用超声速气流可明显改善粉末的尺寸分布，进一步提高冷却速度。另外，冷却介质是该工艺中制约非晶铝合金生产的一个主要因素。由于氦气的传热速度快，采用氦气作为射流介质，冷速比用氢气的大数倍。为了进一步提高冷却速度，有报道采用多级雾化的方式成功地制备出Al-Y-Ni非晶合金。雾化法的生产效率高且合金粉末呈球形，有利于后续的成型工艺消除颗粒的原始边界，适用于工业化生产。但其与MS法相比，冷却速度较低，需要严格控制合金成分。

(3)表面熔化及强化法使铝合金表面非晶化：对于只要求表面具有高耐磨、耐蚀性的材料，只需处理表面得到一强化层即可满足要求。利用铝合金材料导热系数大的特点，可在表面获得具有优异性能的非晶层，以满足产品的某一特殊需要。此方法包括激光、电子束表面熔化处理、激光及电子束表面合金化、激光表面涂覆、激光表面沉积和摩擦上釉等。这些工艺简单可靠，成本低，是一种具有开发前途的新领域，但这些工艺在铝合金材料上的应用还处于准备阶段。

2.3 复合工艺制备铝基非晶合金

此外，复合工艺是目前RS-PM技术的一个发展方向。它是通过结合快速凝固和机械合金化双重制粉工艺制备合金粉末。机械合金化处理对于快速凝固粉末至少具有两个重要作用：①可以提高材料的力学性能；②可以提高显微组织的稳定性。

S.Eee在A1-Fe-Ni合金的快冷与机械合金化复合制粉工艺上的成功经验表明，该工艺完全可以扩展到铝基非晶态合金的制备上。该工艺吸取了快速凝固与机械合金化二者的长处，互为补充，从而有希望缩短非晶材料的合金化时间，提高非晶转变温度，提高材料非晶相的稳定性，扩大非晶铝合金的成分范围，从而进一步提高其性能。

3.快速凝固技术在纳米晶/非晶复相材料制备中的应用 3.1 纳米晶/非晶复相材料的发展现状

非晶铝合金由于具有优异的力学性能，近年来逐渐受到人们的关注。同时，纳米材料由于晶粒细小，表现出许多奇异的性能，是目前材料领域最热门的课题。非晶与纳米晶的有机结合可使材料性能获得更大的提高。1988年Inoue首先报道了三元Al基合金能形成具有高强度高韧性的非晶合金，之后Inoue又和Shiflet等人利用快速凝固和塑性变形等方法得到了铝-后过渡金属-稀土(Al-Tm-Re)的纳米非晶复合材料，即纳米级的Al晶体弥散分布在非晶基体上。据有关文献报道，这种材料的强度和塑性是相同成分完全非晶材料和纳米材料的数倍。[11]

3.2 熔体快速凝固法制备非晶/纳米晶复合材料

直接凝固法是先将母合金熔配均匀，然后采用提纯和快冷的方式使合金液在短时间内急冷成形，该法的主要优点是制备简便、制备周期短。

采用单辊旋淬技术制备快速凝固Al-Ni-Zr合金，快凝Al85Ni10Zr5合金形成完全非晶，而快凝Al89Ni10Zr1合金形成完全晶态结构，选择Al87Ni10Zr3合金，在快速凝固条件下能形成非晶纳米复合材料。可见元素Zr的添加对形成非晶的影响。凝固冷速也是需要考虑的因素，冷却速度越快，越易形成非晶；快凝Al91Ni7Y2合金时，可形成由部分非晶和部分晶体组成的复合材料，此材料结构为：纳米级Al晶体均匀弥散分布在非晶基体上。合金元素加入量对材料的组织结构产生直接的影响。当Ni、Y含量较少时，形成完全晶态结构；当Ni、Y含量过高时，形成完全非晶结构；只有当成分合适时，才能形成纳米晶+非晶态的复合材料。

3.3.快速凝固在具体合金制备中的应用

3.3.1 快速凝固在Al-Ce-Ni-Mn合金制备中的应用

以Al-Ce-Ni-Mn合金为例，Al和Ce原子间的键强于Al和Y原子间的键，稀土元素选用Ce能提高其强度，在以其形成的四元合金中，Mn是最有效的提高强度的元素之一。在采用单辊旋淬技术制备Al87-Ce3-Ni8.5-Mn1.5合金的过程中，辊速大于65m/s时获得非晶单相材料，辊速降至40m/s～55m/s间时可制成纳米非晶复合材料，α-Al晶粒尺寸和体积分数由冷凝速度决定，冷速越大，晶粒尺寸越小数量越少。而熔体的冷凝速度与辊速、熔体温度、熔体喷射速度、喷嘴大小、喷嘴到辊面的距离、熔体与辊面的附着程度等因素有关，较难控制。

有文献报道，使用单辊旋淬技术制备成非晶合金，再经过483K退火20min，可以成功制备出硬度高并且韧性好的纳米非晶复合材料Al87-Ce3-Ni8.5-Mn1.5。其显微硬度可以达到527Kg/mm2。

3.3.2 快速凝固在Mg-Ni基非晶/纳米晶贮氢合金制备中的应用

氢能是一种清洁且贮量丰富的能源，贮氢材料的发展及应用对环境保护和能源开发都有重要的意义。作为贮氢材料，镁基合金由于其重量轻、贮氢量大、成本低而成为很有发展前景的新型能源材料之一。镁基贮氢材料的研究最早始于美国布克海文国家实验室，Reilly等人首先采用传统熔炼方法成功制备了Mg2Ni合金。它在2MPa，300 ℃下能与氢反应生成Mg2NiH4，贮氢量达3.6 %。但随后的研究发现，镁基晶态合金作为贮氢材料存在如下缺点：①吸放氢速度较慢，反应动力学性能差；②氢化物较稳定，释氢需要较高的温度；③贮氢能力低，耐腐蚀性能差。这些严重阻碍了镁基贮氢合金的实用化进程。近10年来，贮氢合金的研究主要集中在两个方面：一是研究新型的金属贮氢系统，即通过对贮氢合金中的元素进行合理替代与组合获得新型贮氢合金；另一方面是借助各种手段如改变组织结构、表面处理、添加催化剂等对现有材料体系进行改进。值得一提的是目前广泛研究的制备非晶/纳米晶组织结构的贮氢合金已被证实是改善贮氢合金性能的有效方法，而制备非晶/纳米晶的一种方法就是熔体急冷法。[12]

运用熔体急冷法制备Mg-Ni基非晶/纳米晶贮氢合金的优点是通过控制冷却速度可以制备完整的非晶态合金，进而通过热处理来制备所需要的粒度均匀的纳米晶合金。但由于金属镁和镍的熔点和相对密度相差很大，采用传统的高温熔炼法还有一定难度，因此国际上采用熔体急冷法制备Mg-Ni基非晶/纳米晶贮氢合金的并不是很多。表3-1列出了近几年采用熔体急冷法制备出的Mg-Ni基非晶/纳米晶贮氢合金及其最大贮氢量。

表3-1近年来熔体急冷法之辈出的Mg-Ni基非晶/纳米晶贮氢合金最大贮氢量

合金成分 Mg2Ni

最大贮氢量(%，质量分数)

3.6 3.0 2.0 4.0 3.2 3.1 2.2 2.5

开发年代 1987 1998 1999 202_ 202_ 202_ 202_ 202_ Mg63Ni30Y7 Mg87Ni12Y1

Mg75Ni20Mm5(Mm = Ce，La，Sm)Mg76Ni19Y5 Mg78Ni18Y4 Mg1.8NiAg0.2 Mg67Ni23Pd10

根据Inoue提出的制备非晶合金的3个理论原则，要在常规的冷却速度下获得非晶合金，必须向Mg-Ni合金中添加第三种元素。1998年，德国多特蒙德大学的Spassov教授率先采用熔体快淬法制备了Mg63Ni30Y7非晶/纳米晶合金，并详细研究了合金的贮氢性能、热稳定性及其在热处理过程中相的转变机制。他们制得的合金的微观组织结构是大约2～3nm的Mg2Ni相和大量的非晶相共存，合金在180 ℃时以140 kJ·mol-1的活化能开始晶化，晶化的形式是Mg2Ni纳米晶的三维尺寸的长大，合金的最大贮氢能力达到3.0 %，并且在室温下充氢30min即可达到2.1%。1999年，该研究小组又制备了Mg87Ni12Y1非晶合金，其贮氢量为2.0 %，经研究发现其贮氢量少是由于产生了较多Mg6Ni相，而Mg6Ni相不与氢发生反应。202_年，该研究小组制备出了Mg75Ni20Mm5(Mm = Ce，La，Sm)非晶合金，其贮氢量高达4.0%，并且在室温下吸/释氢的速度可达到0.3 %min-1。他们详细研究了该合金的微观组织结构，发现该合金有大量的5～10 nm的Mg2Ni和Mg17Mm2纳米相分布在非晶相当中，而Mg17Mm2在吸/释氢过程中转变为MmHx和Mg，进一步加大了合金的贮氢量。同时，他们指出，该合金有如此高的贮氢量不仅是因为稀土元素代替钇，更主要是因为Mg75Ni20Mm5的成分含量达到了贮氢所需的最优比例，这和Liang等人的研究结果基本一致。

综上所述，可知采用熔体急冷法制备性能良好的非晶/纳米晶贮氢合金，至少需要达到以下条件：①最佳成分含量：Mg 65%～75%；Ni 20%～30%；RE(稀土元素)2%～10%；②最佳相成分：含有Mg2Ni相；③最佳微观组织结构：5～10nm的纳米晶和非晶的混合体。

3.4 纳米晶/非晶复合材料的发展前景

非晶纳米晶复合材料的研究还处在发展阶段，制备技术和工艺水平尚待提高；体系选择及材料性能与工艺的关系研究需要有新的突破；进一步探索非晶纳米晶复合材料的微观组织与性能之间关系，开发具有可控硬度和弹性模量的新功能材料，拓宽非晶纳米晶复合材料的应用领域方面，还应加强研究力度。相信，不久的将来，非晶纳米晶复合材料的研究和应用都会有一个新的飞跃。[15] 结束语

快速凝固技术是近20年发展起来的新技术，使用快速凝固技术制备的材料具有较高的力学性能和良好的物理化学性能。由于在快岁凝固材料制备过程中合金液体的快速冷却，突然从液态变成固态，原来在液态下呈杂乱排列的原子来不及变成有规则排列的晶体结构就被“冻结”下来，成为原子无规则排列的固体。就像玻璃中的原子结构一样，所以这种合金又称为非晶态合金或玻璃金属。这种非晶态合金具有比晶体状合金高得多的磁性，强度和耐腐蚀性。此外，快速凝固还可以生产许多普通方法无法得到的合金。

参考文献

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第三篇：国内铜基形状记忆合金研究与应用概况(智能传输材料系列之一)

智能传输材料系列之一

国内铜基形状记忆合金研究与应用概况

一、概述

铜基形状记忆合金因制造加工容易，价格便宜，具有良好的记忆性能，相变点在一点温度范围内可调节等优点，成为形状记忆合金领域研究和使用的热点。

铜基形状记忆合金主要由铜-锌（Cu-Zn）和铜-铝（Cu-Al）两个二元系发展而来。现在通过第三元素加入，有效地提高形状形状记忆合金的相变温度，发展出一系列Cu-Zn-X，Cu-Al-X（X为其他金属元素）三元合金。经梳理，现已发现具有形状记忆效应的合金至少有以下几种：

铜-锌（Cu-Zn）、铜-铝（Cu-Al）、铜-锌-铝（Cu-Zn-Al）、铜-锌-镍（Cu-Zn-Ni）、铜-锌-锰（Cu-Zn-Mn）、铜-锌-铍（Cu-Zn-Be）、铜-锌-锡（Cu-Zn-Sn）、铜-锌-硅（Cu-Zn-Si）、铜-锌-锗（Cu-Zn-Ge）、铜-铝-镍（Cu-Al-Ni）等。

其中铜-锌-铝、铜-锌-镍已商品化，铜-锌-锰、铜-锌-铍正在商品化。

二、科研实力分析

以下从202_、202_、202_年以来在国内期刊发表文章及在国家知识产权局申请与授权专利两个方面具体分析铜基形状记忆合金各高校、科研院所与企业的研究与应用情况。

从知网、维普、万方数据库关键词“铜&（且）形状记忆合金” 搜索结果来看，表1：

领域与方向 冶金工程 机械工程 核科学与技术 土木工程 兵器科学与技术 航空宇航 建筑学 临床医学 化学工程与技术 力学 化学 物理 其他 202_年（篇）28 12 11 8 319 5 7 46 141

202_年（篇）98 52 21 1912 13 52 1631-61 40 89 49 52 180 879 注：因202_年部分期刊还未刊登电子版，检索会不全面。

从核心文章被引用次数及文章数目来看，集中在中南大学（谭树松，22篇，被引99次）、西北有色金属研究院（杨冠军，121篇，被引817次）、广东工业大学（黎沃光，53篇，被引344次）、华中理工大学（邹静，15篇，被引136次）、哈尔滨工业大学（雷廷权、赵连城）、上海交通大学（徐祖耀）、大连理工大学（杨大智、梁成浩）、江苏大学等。另外，中南大学出版目前国内唯一专门图书《铜基形状记忆合金材料》。

从上述高校及科研院所进一步检索，202_年以来，中南大学（含合并前中南工业大学）发163篇，西北有色金属研究院151篇，清华大学123篇，浙江大学114篇，华中理工大学101篇，北京科技大学56篇，哈尔滨工业大学59篇，江苏大学39篇。本省合肥工业大学35篇。

截止202_年2月4日，从国家知识产权局专利检索关键词“铜形状记忆合金” 搜索结果来看，总合计专利8件。表2：

申请日期

202_.5.12 202_.02.04 202_.08.30 202_.08.03 202_.01.24 202_.10.24 202_.12.22 1990.05.31

专利名称

一种铜基形状记忆合金及其制备方法和用途 多孔铜基形状记忆合金的等径角挤扭法制备工艺 多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法 高性能铜基形状记忆合金材料

连续铸造铜基形状记忆合金丝的设备及其方法

热型连铸获得的铜基形状记忆合金的超弹记忆热处理方法 宽滞后铜基形状记忆合金管接头制备方法 铜基形状记忆合金

申请（专利）人

无锡源创机械科技有限公司 九江学院 河北工业大学

界首市枫慧金属有限公司 黎沃光

江阴中裕科技发展有限公司 中南大学

甘肃省机械科学研究院

截止202_年2月4日，从国家知识产权局专利检索关键词“铜基记忆” 搜索结果来看，总合计专利7件。表3：

申请日期

202_.05.19 202_.05.19 202_.08.16 202_.08.09 202_.08.04 202_.08.04 202_.03.29

专利名称

一种铜基记忆合金补贴管及其制备方法、补贴方法和用途 一种铜基记忆合金补贴管

提高Ms为66℃的铜基记忆合金滞回耗能的热处理工艺 铜基记忆合金在酸性介质下滚动磨损性能的热处理方法 Ms为130℃的铜基记忆合金滞回耗能的热处理工艺 提高冷热循环下铜基记忆合金塑性滞回耗能的热处理工艺 一种制备铜基记忆合金的分级淬火工艺

申请（专利）人

无锡源创机械科技有限公司 无锡源创机械科技有限公司 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 合肥工业大学；界首市枫慧金属有限公司

截止202_年2月4日，从国家知识产权局专利检索关键词“铜-锌-铝” 搜索结果来看，总合计专利1件。

表4：

申请日期

1990.01.05

专利名称

可加工成型的金-铜-锌-铝形状记忆合金及其制造方法

申请（专利）人

中山大学

截止202_年2月4日，从国家知识产权局专利检索关键词“铜-铝” 搜索结果来看，总合计专利1件。

表5：

申请日期

202_.07.20

专利名称

铜-铝-锰-铍记忆超弹性合金及其生产方法

申请（专利）人

江阴中裕科技发展有限公司

三、相关高校与企业概况及研究方向

1、中南大学

中南大学由原湖南医科大学、长沙铁道学院与中南工业大学于202_年4月合并组建而成。而中南工业大学是中国有色金属工业总公司直属高校，在有色金属科研领域有着雄厚的实力。该校材料科学与工程学院，拥有材料科学与工程国家一级重点学科，及三个3个国家二级重点学科，并与粉末冶金研究院共建“粉末冶金国家重点实验室”和“轻质高强国防重点实验室”，拥有教育部“有色金属材料科学与工程重点实验室”和湖南省“有色、稀有金属材料科学与工程重点实验室”以及科技部“中俄新材料产业化技术中心”和“中澳轻金属国际研究中心”，并于202_年首批进入国家202_协同创新中心计划。现有中国科学院院士1人，中国工程院院士3人，“973计划”项目首席科学家2人次、外专千人学者、千人学者3人。学院在院博士后、博士生、硕士生近1000人。

从搜索文章及专利分析，该校在铜基形状记忆合金领域研究方向集中在冶金工程方面，尤其是制备、高温及相变研究、耐热性、继电器用弹性减振复合板、弹簧元件等。

2、西北有色金属研究院

西北有色金属研究院是我国重要的稀有金属材料研究基地和行业技术开发中心、是国内稀有金属科研生产基地、稀有金属材料加工国家工程研究中心、金属多孔材料国家重点实验室、超导材料制备国家工程实验室、中国有色金属工业西北质量监督检验中心、层状金属复合材料国家地方联合工程研究中心等的依托单位，地处西安。现有资产总值65.97亿元，正式职工2977人，中国工程院院士1人，教授、高工200多人。

该院已成为一个由具有较强综合科技实力的国家级重点研究院、工程研究中心和若干产业化公司组成的大型科技集团，形成了基础研究、工程化和产业化“三位一体”的发展模式。已组建了15个研究所及中心，建设了23个和省级研究中心及平台，共获得1100余项科研成果奖和860项专有与专利技术。同时，研究院加强成果转化及工程化工作，共开发试制新产品10000多项。还十分注重科技产业化进程，发起组建了25个控股参股的高新技术企业，形成了国内最大的稀有金属新材料科研、生产基地。202_年全院综合收入76.32亿元。

从搜索文章及专利分析，该院在铜基形状记忆合金领域研究方向集中在冶金与机械工程方面，尤其是汽车上使用、轧制、热处理、记忆薄膜、相变、时效及热循环、及稀有金属的添加对铜基形状记忆合金的影响。

3、清华大学

清华大学材料学院师资力量雄厚，现有教授/研究员44人（含两院院士7人，千人计划5人）。学院设有新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室﹑先进材料教育部重点实验室﹑先进成形制造教育部重点实验室、北京电子显微镜中心、“先进材料”国家实验教学示范中心、材料科学与工程研究院中心实验室等国内一流的教学科研平台。

清华大学的铜基形状记忆合金研究侧重于医学及核科学与技术。

4、浙江大学 浙江大学材料科学与工程学院现有一个国家一级重点学科，并建有硅材料国家重点实验室、表面与结构改性无机功能材料教育部工程研究中心、浙江省电镜中心、浙江省电池新材料与应用技术研究重点实验室、浙江省新型信息材料技术研究重点实验室。有中国科学院院士2人，国家千人计划专家5人，浙江省特级专家3人，教育部“长江学者” 4人、国家杰出青年基金获得者6人。

浙江大学的研究侧重于合金的记忆性能、合金弹簧元件形状记忆衰减、耐腐蚀性、力学性能、传感器技术、温控阀门、密封件等。

5、合肥工业大学

该校材料学院拥有一级学科博士点及3 个安徽省重点学科。学院拥有有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心，教育部高性能铜合金材料及成形加工工程研究中心、机械工业铜合金及成形加工重点实验室、安徽省有色金属成形加工工程实验室、安徽省粉末冶金工程技术研究中心、安徽省先进功能材料与器件重点实验室等6 个学科基地。其中教授、研究员31 人，其中有教育部长江学者特聘教授1 人，国家优秀青年基金获得者1 人。

合肥工业大学的研究侧重在先进电子功能材料方面，相变内耗、热处理、耐热性、力学性能、焊接等。

6、安徽界首市枫慧金属有限公司

安徽枫慧金属股份有限公司是一家以生产铝板、涂层铝卷、铝塑复合板以及高性能铜基形状记忆合金、高强度铝合金研发为主的现代化企业，202_年公司建成投产，总投资8000万元。现已建成标准生产厂房及配套车间28000平方米，年可生产、加工各种铝板带5万吨，以及涂层铝卷、铝塑复合板等8万吨，年出口创汇1亿美元。二期项目实施后可年产3万吨铝板带和铝箔高效生产项目及“新型高性能形状记忆合金材料及元件”研发项目。

7、无锡创源机械有限公司

公司始创于1985年，主要从事自动扣压机、液压油管总成的专业生产企业，该公司在液压系统和气动自动化领域里有相当的设计和制造经验，产品远销全球36国家和地区。

第四篇：202_-202_年中国铝基中间合金市场深度调研与投资前景及风险预测报告

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202_-202_年中国铝基中间合金市场深度调研与投资

前景及风险预测报告

第一章 铝基中间合金行业发展概述 第一节 铝基中间合金定义及分类

一、铝基中间合金的定义

二、铝基中间合金的种类

三、铝基中间合金的特性

第二节 铝基中间合金产业链分析

一、行业经济特性

二、主要细分行业

三、产业链结构分析

第二章 铝基中间合金行业发展环境分析 第一节 国内宏观经济环境

一、GDP历史变动轨迹

二、固定资产投资

三、工业发展形势分析

四、中国经济受金融危机影响分析

第二节 我国铝基中间合金行业政策分析

一、国家对铝基中间合金行业发展的鼓励政策

二、我国铝基中间合金税收政策

三、我国铝基中间合金投资政策

第三节 影响铝基中间合金行业发展的主要因素分析

第三章 202_年全球铝基中间合金行业发展情况分析 第一节 世界铝基中间合金行业发展相关概述 第二节 全球铝基中间合金行业运行现状

一、国外铝基中间合金技术工艺

二、世界铝基中间合金市场格局分析

三、国际铝基中间合金品牌分析

第三节 202_年世界铝基中间合金行业区域市场分析

一、美国

二、德国

三、意大利

四、英国

第四节 202_-202_年世界铝基中间合金行业发展趋势预测分析

第四章 202_年我国铝基中间合金行业发展现状分析 第一节 我国铝基中间合金行业发展现状

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一、铝基中间合金行业品牌发展现状

二、铝基中间合金行业需求市场现状

三、铝基中间合金市场需求层次分析

四、我国铝基中间合金市场走向分析 第二节 中国铝基中间合金产品技术分析

一、202_年铝基中间合金产品技术变化特点

二、202_年铝基中间合金产品市场的新技术

三、202_年铝基中间合金产品市场现状分析 第三节 中国铝基中间合金行业存在的问题

一、铝基中间合金产品市场存在的主要问题

二、国内铝基中间合金产品市场的三大瓶颈

三、铝基中间合金产品市场遭遇的规模难题 第四节 对中国铝基中间合金市场的分析及思考

一、铝基中间合金市场特点

二、铝基中间合金市场分析

三、铝基中间合金市场变化的方向

四、中国铝基中间合金行业发展的新思路

五、对中国铝基中间合金行业发展的思考

第五章202_-202_年中国铝基中间合金行业市场动态分析 第一节202_-202_年中国铝基中间合金生产分析

一、202_-202_年中国铝基中间合金产能统计分析

二、202_-202_年中国铝基中间合金产量统计分析 第二节 市场规模

一、我国铝基中间合金行业产销存分析

二、我国铝基中间合金行业市场消费统计及需求分析

三、中国铝基中间合金区域市场规模分析

第三节202_-202_年中国铝基中间合金行业进出口情况分析

一、进口

二、出口

第六章 铝基中间合金行业上下游行业分析 第一节上游行业分析

一、发展现状

二、发展趋势预测

三、行业新动态及其对铝基中间合金行业的影响

四、行业竞争状况及其对铝基中间合金行业的意义 第二节下游行业分析

一、发展现状

二、发展趋势预测

三、市场现状分析

四、行业新动态及其对铝基中间合金行业的影响

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五、行业竞争状况及其对铝基中间合金行业的意义

第七章202_年中国铝基中间合金行业市场竞争格局分析 第一节 202_年中国铝基中间合金竞争现状分析

一、铝基中间合金行业竞争力分析

二、铝基中间合金行业技术竞争分析

三、铝基中间合金行业主要产品市场竞争分析

第二节 202_年中国铝基中间合金市场区域格局分析

一、铝基中间合金生产企业集中分析

二、铝基中间合金市场集中度分析

第三节 202_年中国铝基中间合金提升竞争力策略分析

第八章 铝基中间合金企业竞争策略分析 第一节 铝基中间合金市场竞争策略分析

一、202_年铝基中间合金市场增长潜力分析

二、202_年铝基中间合金主要潜力品种分析

三、现有铝基中间合金产品竞争策略分析

四、潜力铝基中间合金品种竞争策略选择

五、典型企业产品竞争策略分析

第二节 铝基中间合金企业竞争策略分析

一、金融危机对铝基中间合金行业竞争格局的影响

二、金融危机后铝基中间合金行业竞争格局的变化

三、202_-202_年我国铝基中间合金市场竞争趋势

四、202_-202_年铝基中间合金行业竞争格局展望

五、202_-202_年铝基中间合金行业竞争策略分析

六、202_-202_年铝基中间合金企业竞争策略分析

第九章 202_-202_年中国铝基中间合金优势生产企业竞争力与关键性数据分析（企业可自选）

第一节A公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析

三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划 第二节B公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析

三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划 第三节C公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析 网 址：www.teniu.cc

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三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划 第四节D公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析

三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划 第五节E公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析

三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划 第六节F公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析

三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划 第七节G公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析

三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划 第八节H公司

一、企业基本概况

二、202_-202_年企业经营与财务状况分析

三、202_-202_年企业竞争优势分析

四、企业未来发展战略与规划

第十章 202_-202_年中国铝基中间合金行业发展趋势预测分析 第一节202_-202_年中国铝基中间合金行业前景预测分析

一、中国铝基中间合金行业前景分析

二、铝基中间合金技术发展方向分析

三、铝基中间合金主要产品前景分析

第二节 202_-202_年中国铝基中间合金行业市场预测分析

一、铝基中间合金产量预测分析

二、铝基中间合金需求预测分析

三、铝基中间合金市场竞争格局预测分析

第三节 202_-202_年中国铝基中间合金行业市场盈利预测分析

第十一章 202_-202_年中国铝基中间合金行业投资机会与投资风险分析 第一节 202_-202_年中国铝基中间合金行业投资环境预测分析 第二节 202_-202_年中国铝基中间合金行业投资机会分析

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一、铝基中间合金投资吸引力分析

二、铝基中间合金主要应用领域投资热点分析

第三节 202_-202_年中国铝基中间合金行业投资风险分析

一、市场竞争风险

二、原材料压力风险分析

三、政策和体制风险

四、外资进入现状及对未来市场的威胁

五、其他风险

第四节 中金企信专家投资建议

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第五篇：利用煤系高岭土、粉煤灰、造纸废液等工业废弃物 年产铝硅钛中间合金5万吨项目可研报告

利用煤系高岭土、粉煤灰、造纸废液等工业废弃物

采用《矿热法生产铝硅钛中间合金5万吨/年》项目可研报告

一、项目优点介绍

1、项目背景简介

矿热法又称电热法，是利用热化学还原反应的原理，使用含铝矿物如铝土矿、高岭土、粘土、低铁粉煤灰和还原剂—碳，在矿热炉中通过电弧产生高温，进行还原反应直接制取铝-硅合金的一种冶炼方法。是一项电解法以外生产铝合金的工艺技术；它起源于19世纪初的铝化学冶炼法，用钾还原无水氯化铝生成铝的反应即： 后用金属镁在反射炉中还原冰晶石来生产铝：

1884年美国E.H.考列斯兄弟用6000A、30V工业电弧炉，采用氧化铝、铁和铜做原料，木炭做还原剂；用矿热法冶炼出了含铝20%的Al-Si-Cu、Al-Si-Fe合金。1884年～1892年美国、英国一直用此法冶炼铝合金。当时生产1Kg铝合金需要电能37kw.h。当熔盐电解法研究成功后，矿热法也和化学法一样停止了工业生产。

随着时代的变迁，进入21世纪以来，在全世界范围内对

“节能减排”问题引起的高度重视，以及矿热法生产铝硅合金具有的上述优点，吸引着铝冶炼工作者们对此又进行了新的研究。

今天，我国已成为铝业大国；铝产量和消费量均为全世界第一，据测算；我国生产一吨铝材的能耗为美国的2.65倍、日本的3.8倍。根据世界银行《世界发展报告》中国1亿美元GDP所消耗的能源是12.03万吨标准煤，大约是日本1亿美元GDP所消耗能源的7.20倍、德国的5.62倍、美国的3.52倍、印度的1.18倍、世界平均水平的3.28倍。

因此，中国铝工业“节能减排”工作对我们是迫在眉睫；而且铝工业还必须走资源综合利用及可持续发展之路；才能在“节能减排”上有所贡献。“矿热法”生产铝硅钛合金正是铝工业节能新亮点之一。近年来，我国在铝硅合金矿热法生产工艺技术上有了新的进展和突破。

20世纪初，各国又重新对热还原法进行了研究，研究的方向是制造纯铝。德国在1935～1945年期间生产了大量的含铝60%其余以硅为主要元素的铝硅合金。二战结束前的1944年，德国金属公司炼制出60%Al、40%Si合金，产能10000吨/年。把电热法向前推进了一大步。但当时所用的原料是粉煤灰、高岭土和掺合着粘土的氧化铝粉，为了制取有用的铸造铝合金，冶炼出来的铝硅合金用纯铝来进行稀释，生产出铸造铝合金在飞机上使用。

前苏联全俄铝镁设计院和乌克兰第聂伯铝厂于1937年开始试验电热法，取得了成功，进行了工业化生产；苏联铝建设局，建造了第一个电热法熔炼铝-硅车间，开始了电热法熔炼铝-硅合金的长期开发研究，并形成规模产业，成为全球最大电热法熔炼铝硅合金国，先后在伊尔库斯克铝厂，斯大林铝厂、德聶伯铝厂、列宁格勒铝厂、纳得

沃依茨铝厂等，建造了电热法熔炼铝硅合金车间，并将其技术出口至印度、匈牙利等国家。其中在乌克兰第聂伯市建设的年产5.0万吨的铝硅合金生产厂，现仍在生产。目前，俄罗斯全俄铝镁设计院和乌克兰国家冶金科学院仍然掌握着该项工艺技术，现矿热法生产铝硅合金的企业为；乌克兰国家工艺合金科学生产公司，位于乌克兰的第聂伯市--第聂伯铝厂。

在60年代由抚顺铝厂进行矿热法熔炼铝硅合金的研制工作时；其研究工作目标是为了从铝硅合金中提取纯铝，或者采用大量纯铝进行配制、勾兑，当时纯铝资源奇缺，从而陷入技术难点。黄珂宁等人又在湖北通山县，设计建造了一座8000KVA直流矿热炉，拟投产后先炼工业硅，然后转产铝硅合金。由于受技术工艺水平所限，单耗达16500kwh，高出当时国外平均单耗15000kwh的10%。未能按计划转产铝硅合金，使我国矿热法熔炼铝硅合金试验再次受挫。因而停止了研制工作。

直到1997年11月，河南登封电业集团又将该项目上报，由国家计委以“科技1997【2167号】文件”批复立项，列为国家“九五火炬计划”获得国家4000万元资金支持。202_年项目试验初步成功。

进入21世纪以来，随着我国铝工业的快速发展，铝-硅合金在应用数量及消费领域品种上发生了极大变化。现在，国内已经形成铸造合金产销市场（上海金属交易所有Al-Si合金挂牌价）并不断扩大，含Si20%的铝-硅合金每年消费量为40万吨左右，国家还制订了铝-

硅中间合金标准（GB8735-88、YS/T282-202_）。含硅铝铸造合金的用量还在不断扩大，市场消费以年8～10%的速度增加。

目前国内所有的铝硅中间合金均以“重熔兑掺法”进行生产；利用99.5%纯固态铝和99.5%工业纯硅，经高温将纯铝熔化过热到

900℃左右，加入纯硅充分熔解搅拌后，浇入铸模。制成含硅20%、含铝80%的铝中间合金。由于铝的熔点在660℃、而纯硅的熔点为1410℃，两种金属熔点差异较大，铝合金中硅含量在>20%时，合金熔炼困难（参看铝硅合金相图.本文72页图8）。因此，铝硅中间合金的硅含量一般不大于20%。当配制含硅较高的铝合金如A356、ZL102等合金；含硅量为6.5～12%、1.0吨Al-Si20中间合金只能配制1.5～3.4吨左右的ZL102、A356合金；需要的Al-Si20中间合金数量非常之大。

由于合金配制是二次高温过热重熔；铝过热损失2～3%，造成很大的铝及能源的浪费。不包括原铝、工业硅冶炼时能耗，吨铝硅合金配制需耗能150kg～200kg标准煤。“兑掺法”除消耗大量能源外，还易造成铝液过热烧损及合金成分偏析。

随着我国铝加工产品市场逐年扩大，工业纯硅在铝产品中的用量不断增加，仅铝加工行业每年合金配制；需要工业纯硅约在25～30万吨。铝硅合金可用来制造汽车的缸体、缸盖、活塞及结构件等，202_年我国汽车产量达到1800万辆，按每辆车用铝150kg计算；仅汽车工业则需用铸造铝合金270万吨。由此可见铝-硅中间合金在国内有

巨大的消费市场（详看本文第七章市场分析）。而且，目前使用的铝硅铸造合金全部是用“重熔兑掺法”生产的。

近年来，国内的一些有识之士也看到了矿热法生产铝硅合金对中国铝工业发展的重要性，以及前景广阔的市场商机，也深入地了解了矿热法生产铝硅合金的工艺过程；许多科研机构和企业对该项目进行了充分的研究，一些省市地区政府和企业还进行了国外考察及和工业化试验。其中，江苏省沭阳县政府、山西省朔州计委、河南登封电业集团、山西晋能集团朔州铝合金厂、山西晋阳机电公司、北京钢铁设计研究总院、沈阳铝镁设计研究总院、中冶东方公司等都对该项目进行过试验或研究。

《未完待续》