Dây hợp kim Al-Mg

Ưu điểm ứng dụng và hiệu suất của Dây hợp kim Al-Mg trong dây dẫn hàng không vũ trụ

Dây hợp kim Al-Mg đã trở thành vật liệu chính cho các hệ thống dây dẫn hàng không vũ trụ do trọng lượng nhẹ, cường độ cao, khả năng chống ăn mòn và độ dẫn điện tuyệt vời. Bài viết này phân tích một cách có hệ thống tỷ lệ thành phần, đặc tính cấu trúc vi cấu trúc và hiệu suất của hợp kim Al-Mg trong môi trường khắc nghiệt và so sánh nó với các dây dẫn đồng truyền thống để giải thích những lợi thế toàn diện của nó trong việc giảm cân, kháng mỏi và hiệu quả chi phí.

Thuộc tính vật chất và thiết kế thành phần

Tối ưu hóa thành phần: Thành phần điển hình là Mg (2-6%), Trace Mn, CR (để tăng nhiệt độ kết tinh lại) và cân bằng là al. Tăng cường dung dịch rắn Mg cải thiện cường độ (cường độ kéo có thể đạt 300-400 MPa) trong khi duy trì độ dẫn ≥55% IAC.
Cấu trúc vi mô: Cấu trúc sợi được hình thành sau khi biến dạng lạnh và kích thước hạt có thể được điều chỉnh bằng cách ủ để cân bằng cường độ và độ dẻo.

Lợi thế hiệu suất

Nhẹ: Mật độ (2,7 g/cm³) chỉ là 30% so với các dây dẫn đồng, làm giảm đáng kể khối lượng hệ thống cáp máy bay.
Sức mạnh cụ thể tuyệt vời: Tỷ lệ cường độ/mật độ cao hơn 2 lần so với dây đồng, phù hợp cho các khu vực căng thẳng cơ học cao (như dây của các bộ phận chuyển động cánh).
Khả năng chống ăn mòn: Hiệu ứng hiệp đồng của màng al₂O₃ và MG chống lại thuốc xịt muối và môi trường nóng và ẩm, và tuổi thọ dịch vụ cao hơn 50% so với dây đồng.
Kháng mỏi: Tốc độ tăng trưởng vết nứt dưới tải trọng tuần hoàn thấp, phù hợp cho môi trường tàu vũ trụ với các rung động thường xuyên.

Điều chỉnh hiệu suất dẫn điện

Bằng cách kiểm soát nội dung MG (≤3%) và hàm lượng Fe/Si tạp chất, độ dẫn có thể được tối ưu hóa thành 58-60% IAC, đáp ứng tiêu chuẩn dây hàng không MIL-W-5086L.
Lớp mạ thiếc hoặc lớp phủ bạc có thể cải thiện hơn nữa hiệu suất truyền tín hiệu tần số cao.

Kịch bản ứng dụng

Hệ thống mạch chính của máy bay: Ví dụ, Boeing 787 sử dụng dây hợp kim Al-Mg để thay thế 30% dây đồng, giảm trọng lượng của một máy duy nhất khoảng 100kg.
Hệ thống dây tàu vũ trụ: NASA sử dụng nó trong các hệ thống dây điện vệ tinh, tận dụng các đặc tính lão hóa do tia chống cosmic của nó.
Dây điện nhiệt độ cao: Hợp kim cải tiến với SC/ZR được thêm vào có thể hoạt động trong một thời gian dài ở 150 ° C (như hệ thống dây di động) .