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新闻发布日期:2017-12-14
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Nature:ca88会员登录高强度铝合金,金属ca88会员登录重大突破!

时间:2017-10-02 12:17 来源:搜狐科技 作者:中国ca88会员登录网 阅读:次

    作为一种颠覆性技术,金属ca88会员登录在工业界应用广泛,包括航空航天、生物医药以及汽车等一系列领域。通过金属的增材制造,增强了设计的自由度和制造的灵活性,可以实现复杂形貌和定制化生产,从而缩短产品上市时间。

   问题在于:目前仅有少数金属合金可以真正实现ca88会员登录,而超过5000多种合金由于打印过程中的熔融和固化动力学问题,容易形成具有柱状晶和周期性裂缝的微结构,不适合ca88会员登录。因此,金属ca88会员登录往往只能用于制备一些样品,不能实现规模化生产。

    有鉴于此,TresaM. Pollock等人受传统熔铸工启发,报道了一种基于纳米成核剂实现ca88会员登录铝合金的普适性金属ca88会员登录技术

图1. ca88会员登录铝合金工艺

熔铸工艺中,人们通常会加入一种称作“孕育剂”(inoculants)的物质,和液体金属混合,来孕育晶种,从而可在温度梯度较大和固化速度较快的条件下生长晶体。

类似地,研究人员在打印材料中引入纳米颗粒成核剂进行表面修饰,抑制ca88会员登录中的热撕裂行为,控制金属固化方式,得到等轴结晶(相同的长宽高),可以在急剧的热梯度条件下实现等轴晶体的生长。

图2. 纳米颗粒在合金粉末上的组装

图3. 加入纳米成核剂(右)与不加纳米成核剂(左)的产品微观结构对比

研究发现,以往不适合ca88会员登录的7075和6061系列高强度铝合金可以通过选择性激光熔融技术实现ca88会员登录。ca88会员登录产品具有无裂缝的、等轴的、精细结晶微结构,使得ca88会员登录的铝合金和锻造铝合金强度接近。

这种方法适合一系列合金材料和ca88会员登录设备,具有良好的普适性。为不可焊接的超级镍合金或镍基间金属提供了ca88会员登录的可能,同时,该技术对熔铸、热压铸等容易产生热撕裂和硬化裂缝问题的传统工艺也具有借鉴性。

图4. 固化行为

图5. 力学测试

1.John H. Martin, Brennan D. Yahata, Tresa M. Pollock et al. 3D printing ofhigh-strength aluminium alloys. Nature 2017, 549, 365–369.

DOI:10.1038/nature23894

2.Iain Todd. Metallurgy: No more tears for metal 3D printing. Nature 2017, 549,342–343.

(责任编辑:中国ca88会员登录网)

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