本报讯（记者 叶伟）近日记者从西安工业大学材料与化工学院获悉，该学院在颗粒增强铝合金搅拌摩擦焊领域取得一项重要研究进展。该研究成果以《Al-Cu-Fe-La四元准晶颗粒增强6061铝合金搅拌摩擦焊接头强度-塑性协同提升研究》为题，发表于国际TOP学术期刊《先进复合材料与杂化材料》（Advanced Composites and Hybrid Materials）。
随着航空航天、高速列车等国家重大工程对轻量化制造需求的日益增长，高强铝合金焊接构件的应用日趋广泛。然而，颗粒增强铝合金搅拌摩擦焊接头长期面临强度-塑性倒置的瓶颈难题，即强度提升往往伴随着塑性的显著下降，严重制约了其在关键承载结构中的应用。针对这一难题，西安工业大学研究团队创新性地提出了一种等离子喷涂与搅拌摩擦焊联合工艺。他们以6061铝合金为研究对象，引入Al-Cu-Fe-La四元准晶颗粒作为增强相，通过等离子喷涂技术将准晶颗粒预先沉积于待焊板材表面，再经搅拌摩擦焊的剧烈塑性变形作用，成功实现了准晶颗粒在焊缝金属中的均匀弥散分布。
研究结果表明，弥散分布于焊缝中的准晶颗粒在焊接热-力耦合作用下保持了结构稳定性，通过钉扎晶界抑制晶粒长大与诱导位错增殖的协同强化机制，同步提升了接头的抗拉强度与断后伸长率，成功突破了颗粒增强铝合金焊接接头强塑性倒置瓶颈。此外，该联合工艺具有操作简便、适用性强等特点，为颗粒增强金属基复合材料焊接接头的强韧化设计提供了全新的技术路径与理论依据。
西安工业大学研究团队相关负责人表示，该研究首次将等离子喷涂与搅拌摩擦焊相结合，实现了准晶颗粒在焊缝中的可控均匀分散，并系统阐明了准晶颗粒对颗粒增强铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织演化与力学性能的影响规律。这项工作不仅为准晶材料从实验室走向工程应用迈出了关键一步，也为高强韧颗粒增强铝合金焊接接头的设计与制备奠定了理论与工艺基础。未来，该策略有望推广至其他颗粒增强金属基复合材料体系，并进一步探索其在航空航天、高速列车等国家重大工程轻量化制造中的应用潜力。（来源：中国高新技术产业导报）