高鐵車廂是用鋁材焊接的，有的高鐵線經(jīng)過零下三四十?dāng)z氏度的高寒地帶；南極科考船上的一些儀器、裝備與起居用品是以鋁材制造的，需要經(jīng)受零下六七十?dāng)z氏度的考驗(yàn)；由中國經(jīng)北極到歐洲的商船上有些裝備也是用鋁材制造的，其中的一部分露在外面，環(huán)境溫度也在零下五六十?dāng)z氏度；它們能在這樣的寒冷環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)嗎？沒問題，鋁合金及鋁材是*不怕寒冷酷熱的。說說鋁合金的低溫性能--鋁及鋁合金是*好的低溫材料，沒有低溫脆性，不像普通鋼材、鎳合金等那樣有明顯的低溫脆性，它們的強(qiáng)度性能雖然隨著溫度的降低而升高，但是塑性與韌性卻隨著溫度的下降而降低，即有明顯的低溫脆性。可是鋁及鋁合金則大不一樣，沒有一絲絲低溫脆性，它們的一切力學(xué)性能均隨著溫度的降低而明顯上升，與材料的成分無關(guān)，不管是鑄造鋁合金還是變形鋁合金，也不管是粉末冶金合金，還是復(fù)合材料；與材料狀態(tài)也沒有關(guān)系，不管是加工狀態(tài)的，還是熱處理狀態(tài)的；也與錠坯制備工藝無關(guān)，不管是用鑄錠軋制的，還是用熔體連續(xù)鑄軋的或連續(xù)連軋的；與鋁的提取工藝更無關(guān)系，電解的、碳熱還原的、化學(xué)提取，通通都沒有低溫脆性；與純度也無關(guān)，不管是99.50%~99.79%的工藝純鋁，還是99.80%~99.949%的高純鋁、99.950%~99.9959%的超純鋁（Super Purity）、99.9960%~99.9990%的極純鋁（extreme purity）、>99.9990%的超高純鋁等都沒有低溫脆性。有趣的是，另兩個(gè)輕金屬——鎂、鈦跟鋁一樣也沒有低溫脆性。高鐵車廂鋁材有Al-Mg系的5005合金板材、5052合金板材、5083合金板材及型材，Al-Mg-Si系的6061合金板材及型材、6N01合金型材、6063合金型材，Al-Zn-Mg系7N01合金板材及型材、7003合金型材。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)有O、H14、H18、H112、T4、T5、T6。由表中的數(shù)據(jù)可明顯地看出，不管哪種鋁合金，它的力學(xué)性能均隨著溫度的降低而上升，所以鋁材是一類絕妙的低溫結(jié)構(gòu)材料，火箭的低溫燃料（液氫、液氧）儲(chǔ)罐、液化天然氣（LNG）運(yùn)輸船上與岸基儲(chǔ)罐、低溫化工產(chǎn)品容器、冷庫、冷藏車等都可以用鋁材制造。在地球上跑的高速列車的車廂與車頭的結(jié)構(gòu)件凡是可用鋁合金制造的零部件都可以用現(xiàn)行的相應(yīng)鋁合金制造，不需要另辟蹊徑研究一種在高寒地區(qū)運(yùn)營的廂體結(jié)構(gòu)鋁合金及其生產(chǎn)工藝，當(dāng)然如果能研發(fā)一種各項(xiàng)性能比6061合金大10%左右的6XXX合金，或比7N01合金約大8%的7XXX合金，那當(dāng)然是功勞很大的。實(shí)際上，在我國黑龍江省，以及以后在內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾族自治區(qū)、西藏自治區(qū)、青海省跑的高鐵對(duì)鋁合金結(jié)構(gòu)來說算不了“高寒”，不需要對(duì)合金成分作特殊處理，也不需要對(duì)材料生產(chǎn)工藝參數(shù)作專門調(diào)整。只要為高張高鐵或以后為在其他寒冷地區(qū)運(yùn)營的高鐵車輛廂體生產(chǎn)的鋁材性能符合中國GB、歐洲EN、日本JIS、美國ASTM等標(biāo)準(zhǔn)要求，就是合格的產(chǎn)品，不需要采取特殊措施，以免加大成本。車廂鋁合金的發(fā)展趨勢：在現(xiàn)在軌道車輛廂體制造和維護(hù)中用的板材合金有5052、5083、5454、6061等合金，用的擠壓型材有5083、6061、7N01等，此外一些新的合金諸如5059、5383、6082等也有所應(yīng)用。它們都有良好的可焊性，焊絲為5356或5556合金，當(dāng)然*好是采用摩擦攪拌焊（FSW），不但焊接質(zhì)量高，而且不用焊絲。后來日本研發(fā)的7N01合金（Mn0.20~0.7、Mg1.0~2.0、Zn4.0~5.0，單位%），在軌道車輛制造中獲得廣泛應(yīng)用；德國在制造高鐵Trans Rapid車廂時(shí)采用5005合金板制作壁板，用6061、6063、6005合金擠壓所用的型材?？傊?，直到目前無論是中國還是其他 制造高鐵車輛基本上仍沿用這些合金。200km/h~350km/h列車廂體鋁合金：我們可根據(jù)列車運(yùn)營速度將廂體鋁合金分為：速度<200km/h的車輛用的可稱為 代合金，它們是常規(guī)的合金，多用于制造城市軌道車輛廂體，如6063、6061、5083合金等；第二代鋁合金如6N01、5005、6005A、7003、7005合金等用于制造速度為200km/h~350km/h的高鐵車輛廂體；第三代合金是6082、含鈧的鋁合金等。除了6N01、7N01合金（它們是日本合金，N代表Nippon）外，還有7003合金，它的Mg含量比7N01合金的低，是一種低Mg的Al-Zn-Mg合金，它的可焊性及強(qiáng)度與7N01合金的相當(dāng)，并具有更高的可擠壓性能。日本東北和上越新干線、札幌地鐵大量采用7003、7N01合金生產(chǎn)壁厚3mm的寬幅型材6005A合金（Si0.50~0.9、Mg0.40~0.7、Mn和Cr 0.12~0.50,%）是法國注冊(cè)的，與美國6005合金相比，Mg與Si的含量相等，但增加了0.12%~0.50%的Mn的Cr，不但有與6063合金相當(dāng)?shù)目蓴D壓性能，而且強(qiáng)度性能也有所提高。6N01合金也如此，日本山陽電化鐵路3050型車輛廂體側(cè)板（寬507mm、壁厚2.5mm）、寬558mm的地板，以及制造側(cè)板掛鉤、檐梁等的大型寬幅空心型材都是用6N01合金擠壓的。350ktm/h~450km/h列車廂體鋁合金：這是廂體用的新一代鋁合金，列車速度高達(dá)450m/h，車輛須承受更大的外力，受到的震動(dòng)也更強(qiáng)烈，因此應(yīng)研發(fā)新一代輕量化高鐵鋁合金。含鈧的鋁合金。鈧是鋁及鋁合金*有效的晶粒細(xì)化劑，也是優(yōu)化鋁合金性能有效的元素之一，鈧的含量都<0.5%，凡含有鈧的合金，不管含量多少都統(tǒng)稱鋁-鈧合金。Al-Sc合金有強(qiáng)度高、塑性好、可焊性優(yōu)良、抗蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是艦船、航空航天器、反應(yīng)堆、國防軍工器械等領(lǐng)域選用的新一代鋁合金之一，當(dāng)然也可以用于制造鐵路車輛結(jié)構(gòu)。不過向現(xiàn)行鋁合金添加鈧，對(duì)組 織性能的改善如何，尚有待系統(tǒng)的研究，鈧是一種稀土元素，中國是世界上的鈧生產(chǎn)國，在Al-Sc合金研究方面居世界前列，但總的來看還不如俄羅斯，在Al-Sc合金研究與應(yīng)用方面俄羅斯是領(lǐng)跑者。東北輕合金有限責(zé)任公司、中南大學(xué)、航天材料及工藝研究所對(duì)Al-Sc合金的研發(fā)作了許多工作，他們研究的“大尺寸5B70鋁-鎂-鈧合金板材”獲2017年度中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，獲二等獎(jiǎng)的也有一項(xiàng)，為“航天用可焊高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Sc合金”。

       鋁基板，是原材料的一種，是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板。它是以電子玻纖布或其它增強(qiáng)材料浸以樹脂、單一樹脂等為絕緣粘接層，一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料，被稱為覆銅箔層壓鋁基板，簡稱為鋁基覆銅板。下面就由康電路來為大家介紹一下鋁基板的性能和材料的表面處理。鋁基板的性能介紹：1、優(yōu)良的散熱性能--鋁基覆銅箔板具有優(yōu)良的散熱性能，這是此類板材*突出的特點(diǎn)。用它制成的PCB，不僅能有效地防止在其上裝載的元器件及基板的工作溫度上升，還能將電源功放元件，大功率元器件，大電路電源開關(guān)等元器件產(chǎn)生的熱量迅速地散發(fā)，除此之外還因其密度小、質(zhì)輕(2.7g/cm3)，可防氧化，價(jià)格較便宜，因此它成為金屬基覆銅板中用途*廣、用量*大的一種復(fù)合板材。絕緣鋁基板飽和熱阻為1.10℃/W、熱阻為2.8℃/W，這樣大大提高了銅導(dǎo)線的熔斷電流。2、提高機(jī)械加工的效率和質(zhì)量--鋁基覆銅板具有高機(jī)械強(qiáng)度和韌性，此點(diǎn)大大優(yōu)于剛性樹脂類覆銅板和陶瓷基板。它可以在金屬基板上實(shí)現(xiàn)大面積的印制板的制造，特別適合在此類基板上安裝重量較大的元器件。另外鋁基板還具有良好的平整度，可在基板上進(jìn)行敲錘、鉚接等方面的組裝加工或在其制成PCB上沿非布線部分折曲、扭曲等，而傳統(tǒng)的樹脂類覆銅板則不能。3、尺寸的穩(wěn)定性高--對(duì)于各種覆銅板來說都存在著熱膨脹(尺寸穩(wěn)定性)問題，特別是板的厚度方向(Z軸)的熱膨脹，使金屬化孔，線路的質(zhì)量受到影響。其主要原因是板材的線膨脹系數(shù)有差異，如銅的，而環(huán)氧玻纖布基板的線膨脹系數(shù)為3。兩者線膨脹相差很大，易造成基板受熱膨脹變化的差異，致使銅線路和金屬化孔斷裂或遭到破壞。而鋁基板的線膨脹系數(shù)在之間，它比一般的樹脂類基板小得多，而更接近于銅的線膨脹系數(shù)，這樣有利于保證印制電路的質(zhì)量和可靠性。鋁基板材料的表面處理：去油--鋁基板材表面在加工和運(yùn)輸過程中表面涂有油層保護(hù)，使用前必須將其清洗干凈。其原理是利用汽油(一般用航空汽油)作為溶劑，可將其溶解，再用水溶性的清洗劑將油污除去。用流水沖其表面，使其表面干凈，不掛水珠。脫脂-經(jīng)過上述處理過的鋁基材，表面尚有未除凈的油脂，為了將其徹底去除，用強(qiáng)堿氫氧化鈉在50℃浸泡5min，再用清水沖洗。堿蝕--作為基底材料的鋁板表面，應(yīng)具有一定的粗糙度。由于鋁底材及其表面的氧化鋁膜層均為兩性材料，可利用酸性、堿性或復(fù)合堿性溶液體系對(duì)鋁基底材料的腐蝕作用對(duì)其表面進(jìn)行粗化處理。另外，粗化溶液中還需加入其他物質(zhì)和助劑，使其達(dá)到下述的目的?；瘜W(xué)拋光(浸亮)--由于鋁底基材料中含有其他雜質(zhì)金屬，在粗化過程中易形成無機(jī)化合物粘附在基板表面，因而要對(duì)表面形成的無機(jī)化合物進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果，配制相適應(yīng)的浸亮溶液，將粗化后的鋁基板置于此浸亮溶液中，保證一定的時(shí)間，從而使鋁板的表面干凈并發(fā)亮。