铝锂合金的发展历程

1983期间,在巴黎国际航空博览会上,世界上最大的两家铝合金生产商英国Alcan铝业公司和美国Alcoa铝业公司宣布成功研发出一种新型革命性材料——铝锂合金。专家认为,铝锂合金是继1943发明铝锌高强合金以来,铝合金研发的又一里程碑。

事实上,铝锂合金并不是一个新概念。对这种材料的认识经历了相当长的时间。由于锂的比重小,在铝中的溶解度高,所以长期以来被认为是铝的亲密伙伴。早在20世纪20年代,科技工作者就对铝锂合金作了许多评论。1924年,德国研制成功一种工业铝锂合金——斯坎伦。这是一种仅含0.1%锂的铝锌合金。其机械性能略好于现在流行的铝镁合金——杜拉铝。当时,硬铝已被认可,这影响了斯坎伦合金的广泛关注。1943年,高强铝锌镁铜合金问世,再次低估了铝锂合金的工业价值。1957年,英国研制成功锂含量为1.1%的X-2020铝合金。这种合金用于美国舰载超音速攻击机的机翼和水平尾翼的蒙皮。RA-5C飞机在更换了原设计中的铝合金后,重量减轻了6%。前苏联的科学家和技术人员也研制出一种含锂2%的铝合金。在徘徊了10年后,1967年发生了世界性的能源危机,各国重新开始大规模研究铝锂合金。由于冶金技术和相关技术的发展,有可能生产出锂含量更大、比重更小、强度更高的铝锂合金。据信,这种合金目前多用于许多先进战斗机和民用飞机。铝锂合金的成本只有碳纤维增强塑料的1/10左右。如果用铝锂合金制造波音飞机,重量可减轻14.6%,燃油可节省5.4%,飞机成本可降低2.1%,每架飞机年飞行成本可降低2.2%。可以预见,随着材料科学的发展,越来越多的新型合金将进入航空航天工业、各工业部门和千家万户。