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东北大学材料学院在铝屑固态可持续再生研究方面取得重要进展

作者: 周登山 编辑: 林诗琦 迟美琪 来源:材料科学与工程学院 更新日期: 2026-10-21

铝屑的传统重熔回收存在能耗高、烧损大等问题;固态再生虽可规避重熔,但热机械固结过程中原始氧化膜易演变为脆弱的铝屑界面(prior chip boundaries, PCBs),制约再生铝的高值化利用。近日,东北大学材料学院张德良、周登山教授团队与沈阳化工大学秦高梧教授团队等提出化学镀铜辅助铝屑固态再生策略,有效消除了氧化物修饰的原始铝屑界面对固态再生铝材料的长期制约,实现铝屑由“降级回收”向“高性能再造”的跨越。相关成果以“Solid-state recycling of aluminum chips into high-performance crossover alloys via electroless Cu plating: Oxide elimination and doubled tensile strength”为题,发表于金属材料领域权威期刊《Acta Materialia》。论文第一作者为博士研究生于沅平,沈阳化工大学秦高梧教授、德国马普可持续材料研究所Dierk Raabe教授及东北大学周登山教授、张德良教授为共同通讯作者。

研究通过化学镀铜在AA6063铝屑表面制备约1.3μm厚连续Cu镀层并热挤压固结,实现铝屑固态升级再生。Cu镀层既抑制铝屑再氧化、消除界面污染,又经固溶扩散使AA6063原位转化为Al-Mg-Si-Cu交叉铝合金。峰时效态镀铜再生合金抗拉强度达433±6MPa,约为未镀铜再生合金的2倍,均匀伸长率保持在11.0±0.6%,拉伸性能显著优于传统固态再生6xxx系铝合金;生命周期评估显示其碳排放与能耗优势显著。

化学镀铜辅助AA6063铝合金屑固态再生与生命周期评估

该化学镀铜辅助铝屑固态可持续再生路线与国际固态金属回收前沿相呼应,以可规模化、兼容现有挤压产线为支点,协同解决屑界面氧化物消除与合金成分交叉化设计难题,证实铝屑无须重熔即可再造为高性能材料,为再生铝由“重量竞争”转向“性能竞争”、实现保级循环与产业链韧性提供了可工程化的技术范式。

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