中國(guó)粉體網(wǎng)訊 新材料是高端制造業(yè)的基石，而金屬粉末技術(shù)則是解鎖新材料潛能的關(guān)鍵鑰匙。然而，許多具有革命性應(yīng)用前景的先進(jìn)金屬粉末材料，如納米晶鎂基復(fù)合材料、輕質(zhì)高熵合金、高性能納米永磁材料、高活性儲(chǔ)氫材料等，往往受限于復(fù)雜的工藝和高昂的成本，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工程化應(yīng)用。胡連喜教授及其團(tuán)隊(duì)提出了低成本制備金屬粉體的方法。
納米晶鎂合金及Ti彌散強(qiáng)化鎂基復(fù)合材料粉末
鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在輕量化領(lǐng)域前景廣闊。但傳統(tǒng)鎂合金存在強(qiáng)度不足、塑性較差、耐熱性不佳等問(wèn)題。通過(guò)高能球磨（機(jī)械合金化）技術(shù)直接制備納米晶鎂合金粉末，該工藝能夠在室溫或較低溫度下，通過(guò)劇烈的塑性變形和冷焊斷裂循環(huán)，實(shí)現(xiàn)晶粒的劇烈細(xì)化至納米尺度，顯著提高粉末的強(qiáng)度和硬度。
Ti彌散強(qiáng)化：通過(guò)高能球磨技術(shù)將AZ61鎂合金粉末與鈦粉在氬氣保護(hù)下混合球磨，實(shí)現(xiàn)鈦顆粒的納米化與均勻彌散分布，同時(shí)細(xì)化鎂基體晶粒至平均40 nm；隨后采用真空熱壓使其致密化，獲得致密度＞98.5%的坯料，晶粒尺寸約82 nm；最后通過(guò)低溫?cái)D壓（150℃、擠壓比8.34）進(jìn)一步細(xì)化晶粒至180 nm，并優(yōu)化組織均勻性。Ti顆粒被均勻分散嵌入鎂基體中，形成Ti彌散強(qiáng)化鎂基復(fù)合材料粉末。這種制備方法的優(yōu)點(diǎn)有：
工藝突破：結(jié)合機(jī)械合金化與低溫?cái)D壓，避免晶粒粗化，實(shí)現(xiàn)超細(xì)晶與彌散相協(xié)同調(diào)控；
低成本非稀土強(qiáng)化：以輕質(zhì)、高穩(wěn)定性Ti替代稀土，降低材料密度與成本；
高溫穩(wěn)定性：Ti彌散相抑制晶界遷移，使材料在723K退火后仍保持130 HV硬度，適用于高溫環(huán)境。
輕質(zhì)高熵合金粉末
高熵合金（HEA）因其獨(dú)特的“雞尾酒效應(yīng)”展現(xiàn)出優(yōu)異的性能組合。輕質(zhì)高熵合金（LHEA）以Al、Mg、Ti等輕元素為主，在保持高熵特性的同時(shí)顯著降低密度，極具輕量化潛力。然而，多主元帶來(lái)的高熔點(diǎn)、易偏析問(wèn)題，使得熔煉法制備成本高、效率低。
低成本粉末制備：主要采用氣霧化法（Gas Atomization）來(lái)制備成分均勻的LHEA預(yù)合金粉末。通過(guò)對(duì)熔煉過(guò)程、噴嘴設(shè)計(jì)、霧化參數(shù)（氣壓、熔體過(guò)熱度）的優(yōu)化，控制粉末的粒度分布、球形度及內(nèi)部組織。
納米晶永磁材料粉末
稀土永磁材料是現(xiàn)代工業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。納米晶Nd-Fe-B材料（如快淬釹鐵硼磁粉）因其優(yōu)異的永磁性能和潛在的各向同性粘結(jié)磁體應(yīng)用價(jià)值而備受關(guān)注。
李樂(lè)平博士創(chuàng)新性地提出“機(jī)械力驅(qū)動(dòng)歧化與脫氫-再結(jié)合燒結(jié)法”，通過(guò)系統(tǒng)探究充氫球磨過(guò)程中NdFeB合金的氫化-歧化反應(yīng)機(jī)制（氫化先于歧化，且歧化需原子高能態(tài)激活），結(jié)合歧化態(tài)粉末的冷壓致密化（1400 MPa下致密度達(dá)0.9）與脫氫-再結(jié)合原位燒結(jié)（780℃真空燒結(jié)30分鐘），成功制備出平均晶粒尺寸約50nm的高致密納米晶NdFeB磁體。
工藝突破：首次明確氫化與歧化分步反應(yīng)機(jī)制，解決了傳統(tǒng)HDDR法因高溫導(dǎo)致的晶粒粗化難題，實(shí)現(xiàn)納米晶可控成型；
性能優(yōu)勢(shì)：納米晶結(jié)構(gòu)通過(guò)晶間交換耦合增強(qiáng)磁能積，同時(shí)力學(xué)性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)粘結(jié)磁體，為高性能永磁體低成本制備提供新路徑。
納米晶三氫化鋁 (AlH3) 粉末
AlH3是一種理論儲(chǔ)氫量高（10.1 wt%）、釋氫溫度低（100-200°C釋氫完全）的固體儲(chǔ)氫材料。其納米化是解決其本征熱力學(xué)穩(wěn)定性差（室溫易分解）、提升動(dòng)力學(xué)性能的關(guān)鍵。
表面鈍化與穩(wěn)定化：納米AlH3表面能高，更易歧化分解和吸水水解。采用原位表面包覆技術(shù)。在AlH3顆粒結(jié)晶后或洗滌分離前，加入特定的聚合物（如PMMA、PVDF、含氟聚合物）或無(wú)機(jī)氧化物（如Al2O3、TiO2）前驅(qū)體，在納米顆粒表面形成一層致密的、具有物理阻隔和化學(xué)鈍化作用的保護(hù)層。這層包覆膜顯著提高了納米AlH3粉末在空氣中的穩(wěn)定性，降低了操作難度和儲(chǔ)存成本，解決了其實(shí)際應(yīng)用的最大瓶頸之一，為實(shí)現(xiàn)其低成本工程化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
2025年7月17日，中國(guó)粉體網(wǎng)將在湖南·長(zhǎng)沙舉辦“2025高端金屬粉體制備與應(yīng)用技術(shù)大會(huì)暨2025通信電子、3D打印、粉末冶金市場(chǎng)金屬粉國(guó)產(chǎn)化交流會(huì)”。屆時(shí)，我們邀請(qǐng)到哈爾濱工業(yè)大學(xué)胡連喜教授出席本次大會(huì)并作題為《幾種先進(jìn)金屬粉末材料制備/成形技術(shù)》的報(bào)告，胡連喜教授將為您介紹納米晶鎂合金及Ti彌散強(qiáng)化鎂基復(fù)合材料粉末、輕質(zhì)高熵合金粉末、納米晶永磁材料粉末的制備/成形技術(shù)，納米晶三氫化鋁粉末的制備技術(shù)。
個(gè)人簡(jiǎn)介：
胡連喜、男、工學(xué)博士�，F(xiàn)任哈工大材料學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，兼任中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)粉末冶金分會(huì)理事、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)粉末冶金分會(huì)理事以及“粉末冶金技術(shù)”、“粉末冶金工業(yè)”期刊編委等職。胡連喜教授1994年博士畢業(yè)于哈工大并留校工作，1999年晉升教授，2001年評(píng)為博士生導(dǎo)師。至今，主持完成國(guó)家自然科學(xué)基金6項(xiàng)、總裝先進(jìn)制造3項(xiàng)、國(guó)防基礎(chǔ)科研1項(xiàng)等重要科研項(xiàng)目30多項(xiàng)。作為主要完成人，獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)和二等獎(jiǎng)3項(xiàng)等獎(jiǎng)勵(lì)，獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)12項(xiàng)，發(fā)表SCI論文200余篇，SCI它引3600多次，H因子36。
參考來(lái)源：
李冰：納米晶鎂合金制備及性能研究
王珩，胡連喜，等：高能球磨制備納米晶鎂合金粉末的研究
李玉平：反應(yīng)球磨與脫氫-再結(jié)合燒結(jié)制備納米晶NdFeB磁體研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）
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