SBIR Phase II: USV-Grain Refining

这个小型企业创新研究中心(SBIR)二期工程项目提出了如何结合轻质材料加工领域最新的先进技术，利用超声波振动(USV)技术，在结晶器中使用超声波振动(USV)，在连铸过程中冷却、控制和控制，从而开发出一种能够在不使用大量外国颗粒的情况下生产超细晶金属锭的新技术。预计这项新技术将导致生产率的提高。我们的第一阶段研究结果表明，新技术在生产晶粒度小于30%的金属材料和合金材料产品方面是可行的，而不是使用商业精炼厂生产的产品。预计这项新技术将提高生产率。这项研究成果的广泛使用减少了与细化剂使用含不同外国微粒的金属及合金产品有关的缺陷和形成，提高了金属及合金产品的内部质量水平。但这项研究的更广泛的影响范围是在一些领域，包括在航空航天、国防、汽车、钢铁及铸造等行业中提高轻金属及铝合金在应用上的使用率，以显著节约成本、节省能源和节约能源。这项研究成果的全面实施将为更多的金属及合金产品的内部精炼提供突破性的技术方案，以改善其机械性能和物理性能、性能。尤其是延展性和导电性。这项新的研究技术还可以影响电力和输电领域的效率，因为大多数新的电力电缆都是由纯铝和金属材料制成的，这些材料是使用化学物质或谷物或精炼机来精炼颗粒的。此外，参与研究的学生将有更多机会与其他工业伙伴进行互动。

This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase II project proposes to combine the latest technologies in processing of lightweight materials using ultrasonic vibration(USV), in mold cooling, and in continuous casting, and to develop an enabling USV‐GRTM technology for producing metal ingots of ultrafine grains without the use of foreign particles for grain refining.  Our Phase I results indicate that the new USV‐GRTM technology is feasible in producing metal and alloy products with grain size much smaller than that obtainable using the bst commercial grain refiners. It is expected that the new technology will lead to an increased productivity; reduced defect formation associated with the use of grain refiners containing foreign particles, and improved internal quality of the metal and alloy products.  The broader impacts of this research are in the areas of increasing the use of lightweight metals and alloys for applications i the aerospace, defense, automotive, and metalcasting industries for significant cost savings, energy savings. The implementation of the research results will lead to a breakthrough technology for grain refining of a vast array of metalsand alloys to improve the mechanical and physical properties, particularly ductility and electrical conductivity. The new technology can also impact the efficiency in power transmission since most of the power cables are made of pure aluminm metal that are grain refined using chemical grain refiners.  In addition, students involved in the research will have opportunities to interact with industrial partners.