可同時提高鋁合金之耐腐蝕與強度之技術

 

刊登日期:2017/9/26
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日本芝浦工業大學的研究團隊開發了一項可同時提高鋁合金耐腐蝕性與強度之技術。主要是在容器內利用水蒸氣在鋁合金表面形成薄膜,以防止促進腐蝕的物質滲入。新技術將生鏽速度降至一般狀況的1/100以下,且提高了硬度2倍以上。未來可望應用於汽車或航空機器零組件的製作。

新技術利用了「熱壓器(Autoclave )」,該裝置多應用於航空機器零組件用碳纖維的燒結,或是提高混凝土強度。研究團隊利用鋅與鎂混合之鋁合金材料在熱壓器內與水蒸氣反應,促使鋁合金表面與內部構造產生變化,因此同時提高了耐腐蝕性與強度。經熱壓器處理後,以X射線進行解析,確認鋁合金內部因水蒸氣產生「析出」現象,表面形成了數nm~數μm的氫氧化物(Hydroxide)薄膜,內部構造也產生變化。此外,將鋁合金置入濃鹽水中,調查其生鏽速度,得到了生鏽速度降至1/100以下的實驗結果。利用鑽石磨棒針進行強度解析,由於鋅構造產生變化所造成的影響,發現硬度也因此提高了2倍。

過去常利用化學藥品去改變表面構造,因此必須進行洗淨、底塗、表塗等多項製程。芝浦工業大學的新技術則僅需一項製程即可完成,也不會有廢液排出。且利用水蒸氣的方式具有複雜形狀亦能予以加工之優點,透過改變熱壓器的溫度或壓力等條件,即可依用途需求進行膜厚或構造的調整。

一般若是增加了A7075鋁合金中的鋅與鎂混合比例,強度雖然因此提高,但腐蝕性卻會隨之降低,兩者間存在著折衷權衡(trade-off)關係。但應用新技術,則可望有助於開發混合比例增加,強度也能同時提昇之材料。


資料來源: 日經產業新聞 / 材料世界網編譯
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