近年來，國家實現(xiàn)雙碳目標（2030年實現(xiàn)碳達峰，2060年實現(xiàn)碳中和）不斷施行新政策，鋁合金在新材料行業(yè)中也要不斷實現(xiàn)自身突破，如何提高強度的同時降低重量成為發(fā)展的重中之重。終于在突破了技術(shù)極限問題后，實現(xiàn)了鋁合金的晶粒細化，這是目前行業(yè)內(nèi)公認的強化手段之一。

一、鋁與鋁合金

鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，1886年法國就實現(xiàn)了鋁的工業(yè)化生產(chǎn)，距今120余年的規(guī)模化生產(chǎn)。鋁具有高導電性，導熱性，富延展性，易加工以及具備良好的抗腐蝕性和光亮的顏色等性質(zhì)。

由于鋁富有延展性，其力學性能較差，通常需要添加其他金屬元素制成鋁合金。鋁合金在我們?nèi)粘Ｉ钪斜容^多見，相較于其他金屬材料具有強度高，易加工，耐腐蝕等多種特性，多成為交通運輸，電子電氣等領(lǐng)域的最優(yōu)選。鋁合金在交通運輸行業(yè)的比重即將突破30%，逐漸成為低碳交通領(lǐng)域的重要材料之一。以鋁合金應(yīng)用較多的汽車行業(yè)為例，汽車每減重10%，動能可節(jié)省10%，油耗可減少6%-8%，尾氣排放可降低7%。從生活日用品到航空航天領(lǐng)域，鋁合金隨處可見，因此發(fā)展前景廣闊。

鋁合金按照加工方式可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。

二、鋁合金晶粒細化

鋁合金的晶粒細化對于提高合金的強塑性以及改善鑄造質(zhì)量等方面具有重要意義。晶粒細化程度強意味著晶界越多，變形過程中錯位塞積的數(shù)目越多，多位錯運動阻礙越大，強度也越高。

晶粒直徑d越細小，屈服強度σ就越高，同時材料的塑性韌性也不會下降。因此對于材料強化最好采用細晶強化，其他強化手段都會造成塑性韌性的下降。

當傳統(tǒng)晶粒細化劑（如Al-Ti-B）細化含Si/Zr的鋁合金時，形核界面會被Si/Zr破壞，發(fā)生Si/Zr致細化“中毒”現(xiàn)象。Si/Zr致細化“中毒”是鋁加工業(yè)亟待解決的難題。TCB復合體的演變形核機制，從根本上同時解決了Si致細化“中毒”難題和Zr致細化“中毒”堵點問題，有望為突破鋁合金強韌性不匹配、綜合性能不達標和加工性差等發(fā)展瓶頸提供有效解決策略。

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