カリフォルニア大学ロサンゼルス校のエンジニアである物理学者組織ネットワークの最近の報告によると、溶接できない一般的な特別なアルミニウム合金AA7075を作るために、炭化物チタンナノ粒子を適用しました。得られた製品は、自動車製造やその他の分野で使用され、その部品をより軽く、エネルギー効率が高く、しっかりしたままにすることが期待されています。
より一般的なアルミニウム合金の最良の強度は、7075合金です。それは鋼とほぼ同じくらい強いですが、鋼の3分の1しか体重がありません。 CNC機械加工部品、航空機の胴体と翼、スマートフォンシェル、ロッククライミングカラビナなどで一般的に使用されています。ただし、そのような合金は溶接が困難であり、特に自動車製造で使用する方法を溶接することはできないため、使用できません。これは、溶接プロセス中に合金が加熱されると、その分子構造により構成要素のアルミニウム、亜鉛、マグネシウム、銅が不均一に流れ、溶接生成物に亀裂が生じるためです。

現在、UCLAエンジニアは、炭化物チタンナノ粒子をAA7075のワイヤーに注入し、これらのナノ粒子がコネクタ間のフィラーとして機能することを可能にします。この新しい方法を使用して、生成された溶接継手は最大392 MPaの引張強度を持っています。対照的に、航空機や自動車部品で広く使用されているAA6061アルミニウム合金溶接接合部は、わずか186 MPaの引張強度を持っています。

この研究によると、溶接後の熱処理は、AA7075ジョイントの引張強度を551 MPaに増加させる可能性があり、これは鋼に匹敵します。新しい研究では、フィラーワイヤが満たされていることも示していますチックチタン炭化物ナノ粒子また、溶接が難しい他の金属や金属合金により簡単に結合することもできます。

この研究を担当する主な人は次のように述べています。「この新しい技術は、車や自転車などの大規模で製造できる製品で広く使用されているこの高強度のアルミニウム合金を作ることが期待されています。企業は、すでに持っているのと同じプロセスと機器を使用できます。非常に強力なアルミニウム合金が製造プロセスに組み込まれ、強度を維持しながらより軽く、エネルギー効率を高めます。」研究者は、自転車メーカーと協力して、この合金を自転車団体で使用しています。