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NUST MISIS 開發了一種用於航空航天業的創新高強度鋁複合材料的技術

來源:NUST MISIS

來自NUST MISIS的材料科學家介紹了一種利用新原材料生產鋁基複合材料的新技術-有望用於飛機和汽車工程的輕巧耐用外殼的3D打印的複合粉末。與類似物相比,新方法將獲得的3D打印複合材料的性能和硬度均勻性提高了40%。研究結果已發表在國際科學雜誌《合金與化合物雜誌》上。

論文網址:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092583882030387X

鋁基複合材料是一組具有許多獨特優勢的先進材料:它們重量輕,具有高強度,低熱膨脹係數和出色的耐磨性。這就是為什麽這些材料可用於汽車,航空航天和國防工業的原因。

由於其化學成分和特殊的生產方法-使用SLM(選擇性激光熔融)技術的3D打印,該材料具有這種特性。結果,該複合材料由球形鋁顆粒組成,該顆粒用陶瓷添加劑硬化或塗有一層氧化鋁。

氧化鋁是最理想的增強(硬化)添加劑之一,將其添加到成分中是改善鋁複合材料機械性能的典型方法。特別是,該研究的作者通過實驗證明,與不含添加劑的鋁相比,氧化鋁使印刷複合材料的強度提高了40%。因此,氧化鋁在升高的溫度下為複合粉末提供了更高的耐熱性。與常見的陶瓷添加劑相比,它還提高了粉末組合物的穩定性,這使得該材料特別適用於飛機製造。

來自NUST MISIS的科學家開發了一種水熱氧化鋁的新方法,以在鋁顆粒表麵上形成一定厚度的增強(硬化)氧化膜。換句話說,在每個純鋁球形顆粒的表麵上形成一個“包裝”,即一定厚度的氧化鋁層。所獲得的鋁複合材料的特性適合用於增材製造(SLM技術)。

NUST MISIS教授,項目負責人亞曆山大·格羅莫夫(Alexander Gromov)說:“該技術基於所謂的原位方法,即在每個粒子內創建複合結構。”初始鋁粉(純度為99.85%)已在高壓釜中進行了部分水熱氧化30分鍾。結果,在鋁粉顆粒的表麵上已經形成了具有10%和20%的Al 2 O 3含量的氧化物層。在最後階段,將粉末以150攝氏度至600攝氏度的模式加熱。”

該方法的主要優點是所獲得的粉末顆粒具有高活性,並且其質量在整體上是均勻的,這是使用生產鋁基複合材料的替代方法無法實現的,尤其是將陶瓷填料引入熔融鋁中。

目前,該團隊已開始在增材製造條件下測試獲得的複合材料。

原文網址:https://en.misis.ru/university/news/science/2020-06/6669/

聲明:本文由亚游集团电投鋁業編譯,中文內容僅供參考,一切內容以英文原版為準。

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