據(jù)美國《材料展望》網(wǎng)站2014年3月13日報道]美國伍斯特工學院（WPI）領(lǐng)導著美國陸軍投資740萬美元的多所大學合作項目，支持發(fā)展新型冶金方法和新型的輕質(zhì)合金，幫助軍隊制造更有效和更耐久的車輛和系統(tǒng)。研究工作所發(fā)展的技術(shù)和工藝還將在飛機、汽車和電子工業(yè)方面得到應(yīng)用。
WPI將在兩年內(nèi)獲得210萬美元資金，這是與陸軍所簽多年合作協(xié)議的最新一筆投資，早前已經(jīng)向大學投放了400多萬美元。研究的整體目標是發(fā)展數(shù)據(jù)庫和計算機建模技術(shù)，使之能夠預(yù)測輕質(zhì)合金（主要為鋁、鈦和鎂）的納米尺度的特性，并通過使用這些計算工具設(shè)計和測試特種軍事應(yīng)用的新型合金。
WPI機械工程教授、WPI材料科學和工程項目負責人、陸軍資助項目的首席研究員Richard Sisson, George F. Fuller說：“軍方期待開發(fā)出超級材料，能夠同時滿足幾個需要。他們想要的新型合金，用于結(jié)構(gòu)時足夠強壯，作為裝甲時足夠堅韌，對于改善車輛的機動性和燃料經(jīng)濟性時足夠輕巧。所用的方法稱為“納米材料設(shè)計”，Sisson和聯(lián)合首席研究員Diran Apelian、WPI機械工程教授和大學金屬工藝研究所（MPI）負責人Alcoa-Howm、MPI鋁合金鑄造研究中心負責人Makhlouf Makhlouf，正使用各種建模技術(shù)，包括熱動力學模型和運動學模型，與實驗室的學生合作，預(yù)測新型合金的微觀結(jié)構(gòu)和微量化學情況。不夸張地說，微觀結(jié)構(gòu)決定著合金的性能。
研究者還研究了各種冶金工藝，包括能夠改變合金微觀結(jié)構(gòu)的熱處理。通過這些工作，他們正得出建模工具，用它來改進已有的合金或定制設(shè)計具有期望特性的新型合金。部分工作的焦點放在了所謂的冷噴涂上，金屬粉末被加速到跨聲速速度。當高速噴涂瞄向地是金屬零件時，粉末微粒與已有金屬融合，發(fā)展的這種技術(shù)是一個修復(fù)裂紋或增加防護涂層的有效途徑。
新資金還投向了軍用、特別是飛機零組件的高強度鎂合金。當前使用的合金包含稀土元素（REE），因為大多數(shù)來自中國而異常昂貴、獲取困難，為了滿足其自身的軍事和商業(yè)使用（材料被用在諸如電池，風力渦輪機，移動電話和其他電子產(chǎn)品，導彈制導系統(tǒng)）而被限制出口。WPI想要發(fā)展新型鎂合金，需要很少的REE，或使用更容易獲得的REE。還將探索從中國之外的礦石中提取REE的方法和從再循環(huán)利用金屬中回收REE的方法。
最近的研究由聯(lián)合首席研究員、機械工程助理教授梁（Jianyu Liang），機械工程助理教授王（Yan Wang），化學和生物化學助理教授Marion Emmert負責。在關(guān)聯(lián)工作方面，關(guān)于金屬回收和再循環(huán)利用的研究中，通過焦點在可承受重復(fù)利用材料的國家科學基金工業(yè)和大學合作研究項目的WPI的資源回收和再循環(huán)中心，還雇請了一些研究人員。
Sisson說：“鎂合金這項工作正好適用我們所發(fā)展的建模和設(shè)計高強度、輕質(zhì)合金的專門技術(shù)，而且讓我們在提取冶金化學和原料回收上引入新的專門技術(shù)來解決美國軍方所關(guān)注的要害難題。”（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心 胡軍）
WPI將在兩年內(nèi)獲得210萬美元資金，這是與陸軍所簽多年合作協(xié)議的最新一筆投資，早前已經(jīng)向大學投放了400多萬美元。研究的整體目標是發(fā)展數(shù)據(jù)庫和計算機建模技術(shù)，使之能夠預(yù)測輕質(zhì)合金（主要為鋁、鈦和鎂）的納米尺度的特性，并通過使用這些計算工具設(shè)計和測試特種軍事應(yīng)用的新型合金。
WPI機械工程教授、WPI材料科學和工程項目負責人、陸軍資助項目的首席研究員Richard Sisson, George F. Fuller說：“軍方期待開發(fā)出超級材料，能夠同時滿足幾個需要。他們想要的新型合金，用于結(jié)構(gòu)時足夠強壯，作為裝甲時足夠堅韌，對于改善車輛的機動性和燃料經(jīng)濟性時足夠輕巧。所用的方法稱為“納米材料設(shè)計”，Sisson和聯(lián)合首席研究員Diran Apelian、WPI機械工程教授和大學金屬工藝研究所（MPI）負責人Alcoa-Howm、MPI鋁合金鑄造研究中心負責人Makhlouf Makhlouf，正使用各種建模技術(shù)，包括熱動力學模型和運動學模型，與實驗室的學生合作，預(yù)測新型合金的微觀結(jié)構(gòu)和微量化學情況。不夸張地說，微觀結(jié)構(gòu)決定著合金的性能。
研究者還研究了各種冶金工藝，包括能夠改變合金微觀結(jié)構(gòu)的熱處理。通過這些工作，他們正得出建模工具，用它來改進已有的合金或定制設(shè)計具有期望特性的新型合金。部分工作的焦點放在了所謂的冷噴涂上，金屬粉末被加速到跨聲速速度。當高速噴涂瞄向地是金屬零件時，粉末微粒與已有金屬融合，發(fā)展的這種技術(shù)是一個修復(fù)裂紋或增加防護涂層的有效途徑。
新資金還投向了軍用、特別是飛機零組件的高強度鎂合金。當前使用的合金包含稀土元素（REE），因為大多數(shù)來自中國而異常昂貴、獲取困難，為了滿足其自身的軍事和商業(yè)使用（材料被用在諸如電池，風力渦輪機，移動電話和其他電子產(chǎn)品，導彈制導系統(tǒng)）而被限制出口。WPI想要發(fā)展新型鎂合金，需要很少的REE，或使用更容易獲得的REE。還將探索從中國之外的礦石中提取REE的方法和從再循環(huán)利用金屬中回收REE的方法。
最近的研究由聯(lián)合首席研究員、機械工程助理教授梁（Jianyu Liang），機械工程助理教授王（Yan Wang），化學和生物化學助理教授Marion Emmert負責。在關(guān)聯(lián)工作方面，關(guān)于金屬回收和再循環(huán)利用的研究中，通過焦點在可承受重復(fù)利用材料的國家科學基金工業(yè)和大學合作研究項目的WPI的資源回收和再循環(huán)中心，還雇請了一些研究人員。
Sisson說：“鎂合金這項工作正好適用我們所發(fā)展的建模和設(shè)計高強度、輕質(zhì)合金的專門技術(shù)，而且讓我們在提取冶金化學和原料回收上引入新的專門技術(shù)來解決美國軍方所關(guān)注的要害難題。”（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心 胡軍）
