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金属中的原子扩散率高，通过调整扩散过程，使其结构和性能具有很大的可调性，但这导致它们的性能在高温下不稳定。通过制造单晶或大量合金化来消除扩散界面有助于解决这个问题，但在较高的同源温度下不能抑制原子扩散。

在此，来自中国科学院金属研究所的 李秀艳&卢柯 院士等研究者， 研究发现Schwarz晶体结构，在具有极细晶粒的过饱和铝镁合金中，可以有效地抑制原子扩散。 相关论文以题为“Suppressing atomic diffusion with the Schwarz crystal structure insupersaturated Al–Mg alloys”发表在最新一期Science上。

论文链接：

https://science.sciencemag.org/content/373/6555/683

由于原子间键的性质，相对于陶瓷和具有共价键或离子键的化合物，金属中的原子扩散率明显更高。通过在合成和后续处理过程中定制扩散控制过程，这一特性使得结构在不同长度尺度上具有很大的可调性，从而使金属材料具有广泛的性能和性能。例如，铝合金可以通过在室温附近时效以析出金属间化合物而硬化。在热机械处理中，通过控制扩散相变可以广泛地调节钢的强度和塑性。 然而，当金属暴露在高温或机械载荷下时，高原子扩散率使得金属的结构和定制性能不稳定。这种不稳定性成为金属材料发展的主要瓶颈，极大地限制了它们在高温下的技术应用。

抵抗原子在金属中的扩散是一项挑战，尤其是在高温下。在高熵合金中，几种不同的金属元素混合在一个晶格中，将金属与外来元素大量合金化会受到抑制晶格扩散的限制。与更开放的结构相关联的界面或晶界(GBs)，被认为是原子相对于晶格的快速扩散通道。通过优化其他元素的GB偏析，可以减缓沿GB的扩散。 然而，随着合金化程度的增加，第二相形成的趋势增加，限制了GB合金化的发展。

通过形成单晶消除扩散界面，是降低扩散率的常用策略，例如，在涡轮发动机的高温应用中制造高温合金单晶叶片的实践。然而，即使在单晶金属中，高扩散系数在较高的温度下也不能被抑制。取代扩散和自扩散是由空位扩散机制控制的。在较高的相应温度下，晶格中的平衡空位浓度显著增加，不可避免地提高了原子的扩散率。

近期，研究者在纯铜中发现了一种极细晶粒的亚稳态结构：一种Schwarz晶体结构，其界面受孪晶界限制最小 。尽管它包含极高密度的界面，这种结构在接近熔点的高温下表现出非常高的热稳定性，以防止晶粒粗化。因此， 探索 这种稳定的Schwarz晶体结构是否能够抑制合金中原子在高温下的扩散是非常有趣的。

铝是一种高扩散率金属，Mg是其最扩散的合金元素之一。在此，研究者观察了具有Schwarz晶体结构的过饱和Al-Mg合金的扩散行为。在不同的温度下，研究了金属间化合物的析出、晶粒粗化和熔化等扩散过程。研究发现Schwarz晶体结构在结构熔化前有效地抑制原子扩散。通过形成这些稳定的结构，抑制了扩散控制的金属间化合物从纳米晶粒的析出和它们的粗化，直到平衡熔化温度，在平衡熔化温度附近表观跨界扩散率降低了约7个数量级。利用 Schwarz 晶体结构开发先进的工程合金，可能会为高温应用带来有用的性能。

图1 SC-8样品的结构表征。

图2 退火后结构演变。

图3 晶格常数和晶粒尺寸的稳定性。

图4 退火后元素分布。

在此，研究者在这种过饱和Al-Mg合金中的观察结果与之前在纯Cu Schwarz晶体样品中观察到的抑制粗化直至熔点的纳米晶粒的观察结果相一致，这是一个自扩散控制的过程。Schwarz晶体结构在金属中的无扩散特性对于理解基本的界面扩散过程和固态输运动力学具有重要意义，特别是在高温下。Schwarz晶体似乎为阻止原子在金属和替代合金中的扩散提供了一个坚固的屏障，提高了熔点温度的稳定性。这种稳定性远高于传统合金。 利用Schwarz晶体结构开发先进的铝和其他合金，将使材料在高温应用中具有有用的性能 。（文：水生）

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铝合金是工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、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。

铝材由铝和其它合金元素制造的制品。通常是先加工成铸造品、锻造品以及箔、板、带、管、棒、型材等后，再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成。主要金属元素是铝，在加上一些合金元素，提高铝材的性能。

铝材的分类：

（1）按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。

（2）按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝（例如：铸铝）。

（3）按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。但是，铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。

铝合金的分类：

1系：特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围：高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途.

2系：特点：:以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。如：2011合金，在熔练过程中要注意安全防护（会产生有害气体）。2014合金用天航空工业，强度高。2017合金比2014合金强度低一点，但比较容易加工。2014可热处理强化。缺点：晶间腐蚀倾向严重。应用范围：航空工业（2014合金），螺丝（2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。

3系：特点：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好。塑性好。（接近超铝合金）。缺点：强度低，但可以通过冷加工硬化来加强强度。退火时容易产生粗大晶粒。应用范围：飞机上使用的导油无缝管（3003合金），易拉罐（3004合金）。

4系：以硅为主，不常用。部分4系可热处理强化，但也有部分4系合金不可热处理化。hr

5系：特点：以镁为主。耐耐性能好，焊接性能好，疲劳强度好，不可热处理强化，只能冷加工提高强度。应用范围：割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。

6系：特点：以镁和硅为主。Mg2Si为主要强化相，目前应用最广泛的合金。 6063、6061用的最多、其它6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463。 6063、6060、6463在6系中强度比较低。 6262、6005、6082、6061在6系中强度比较高。特性：中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧化着色性能好。应用范围：交能工具（如：汽车行李架、门、窗、车身、散热片、间箱外壳）

7系：特点：以锌为主，但有时也要少量添加了镁、铜。其中超硬铝合金就是含有锌、铅、镁和铜合金接近钢材的硬度。挤压速度较6系合金慢，焊接性能好。7005和7075是7系中最高的档次，可热处理强化。应用范围：航空方面（飞机的承力构件、起落架）、火箭、螺旋桨、航空飞船。

变形铝合金在汽车上主要用于制造车门、行李箱等车身面板、保险杠、发动机罩、车轮的轮辐、轮毂罩、轮外饰罩、制动器总成的保护罩、消声罩、防抱死制动系统、热交换器、车身构架、座位、车箱底板等结构件以及仪表板等装饰件。

AI-Si-X高硅铝合金代替烧结钢，大批量制造汽车空调压缩机转子和叶片，使转子重量减轻60%，整个压缩机重量减轻40%；雅马哈汽车制造公司生产的快速凝固高硅铝合金活塞也投入市场，这种活塞与普通铸铁相比，重量减轻了20%，寿命提高了30%，而且显著降低了噪音，减少污染[8]；马自达汽车公司利用喷射沉积AI-Si-Fe-Cu-Mg合金制造了一种新型发动机转子，提高了发动机效率，能节油20%。

泡沫铝合金是一种在金属基体中分布有无数气泡的多孔材料，这种材料的质量更轻、强重比更高，并具有高的吸能特性、高的阻尼特性和吸振特性。将泡沫铝填充于两个高强度外板之间制成的三明治板材，在用于车身顶盖板时，可提高刚度、轻量化并改善保温性能，用在保险杠、纵梁和一些支柱零件上时，可以增加撞击吸能的能力，在轻量化的同时，提高了撞击安全性。

帝奥斯门窗是广东雍兴门业有限公司旗下的高端铝合金门窗旗舰品牌，历经十五年市场磨练，将门和窗融合成一个整体，拓展出一个全新的领域，是铝合金门窗十大品牌之中的佼佼者，现代门窗的引潮人。

2、皇派门窗

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4、罗普斯金

苏州罗普斯金铝业股份有限公司成立于1993年，是专业生产、加工、安装、经营铝型材的中外合资企业。目前中国铝合金挤型生产行业中，开发种类多、产品范围广、规模和实力一流的专业性企业。

5、坚美铝材

广东坚美铝型材厂（集团）有限公司是一家集铝合金建筑型材、工业材和铝合金门窗幕墙研究、设计、生产和销售于一体的综合性大型企业。

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7、简纳斯门窗

简纳斯门窗有限公司，铝合金门窗十大品牌之一，成立于2012年，是专业生产各种高档（硅镁钛铝）合金隔断门、平开门、折叠门、卫浴门、柜体、移门等系列产品的厂家。

8、轩尼斯

轩尼斯欧式名门是一家专门从事居室铝门设计、开发、生产、销售为一体的大型现代化企业。公司位于中国居室铝门和产基地的佛山南海，于2004年创立到今短短六年，自主研发生产推出了“轩尼斯居室铝门、轩尼斯衣柜门、轩尼斯卫浴”三大产品体系，以迅猛的发展势头迅速抢滩门业市场，牢牢占据中国居室铝门行业数一数二的品牌地位。

9、新豪轩

新豪轩门窗，铝合金门窗十大品牌之一，拥有一批强有力、触觉敏锐、富有时代感与创造精神的生产技术人员，拥有配套完善的生产设备，因而有着足以傲视同行的极雄厚的综合开发及生产能力。集团旗下有铝合金门公司、实木复合门公司、喷涂木纹公司。

10、兴发铝材

广东兴发铝业有限公司总部位于广东省佛山市，铝合金门窗十大品牌之一，，公司始建于1984年，2008年3月31日在香港上市，是中国大陆最早生产铝型材的企业之一，现已成为中国著名的专业生产建筑铝型材、工业铝型材的大型企业。

质量非常好的，一般来说舍得用铝合金来制作的拉杆箱基本都是大品牌的拉杆箱，而且价格不菲，但是说到实用性，这种拉杆箱没有其他材质的拉杆箱来得合算。

铝合金箱包的耐用性是非常高的，通常能用很长的时间，如果保养的好的话。相反，如果保养的不好，铝合金拉杆箱会出现很多的问题。

对于经常旅行，铝合金拉杆箱往往是一个轻量级的替代较重的拉杆箱选择。铝的拉杆箱一般来说外观设计都非常的时尚，非常适合对于款式非常挑剔大的旅客。

拉杆箱保养常识

1、拉杆箱使用的时候要注意防止高温和强酸和强碱的环境，并且高压力的环境下也会让你的拉杆箱变形的。

2、避免刀这类的锋利的物品划伤，再坚硬的拉杆箱也是无法和刀子相抗衡的。

3、可以在清洗的时候使用冷水，但是请不要进行熨烫，这样会烫伤表皮。

4、拉杆箱的使用要避免长时间的处于潮湿的环境下，这样会让拉杆箱失去原来的韧性。