超高温氧化物陶瓷激光增材制造及凝固缺陷控制研究进展

超高温氧化物陶瓷具有优异的高温强度、高温结构稳定性、抗氧化和耐腐蚀性能,有望成为极端高温氧化环境下长期服役的新型高温结构材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。以激光选区熔化和激光近净成形为代表的激光增材制造技术具有高效快速、柔性制造、近净成形等特点,近些年来逐渐应用于超高温氧化物陶瓷的制备并成为该领域的研究热点。本文概述了激光选区熔化技术和激光近净成形技术的原理和特点,从工艺优化、高温预热、超声振动辅助和掺杂4个方面详细阐述了激光增材制造超高温氧化物陶瓷凝固缺陷控制的研究进展,并在文末展望了本领域未来的发展趋势和研究重点。

超高温氧化物陶瓷激光增材制造技术与缺陷控制研究进展

超高温氧化物陶瓷具有高强度、高硬度、天然杰出的抗氧化和抗腐蚀性能,被认为是极端氧化腐蚀环境下长期服役的理想高温结构材料。激光增材制造(LAM)技术以其特有的高效、快速、无需模具、柔性制造等优点,成为近年来直接快速制备高性能复杂结构陶瓷构件最具潜力的近净成形技术。本文概述了陶瓷材料LAM技术的原理,重点阐述了高性能氧化物陶瓷及其复合材料选择性激光烧结、选择性激光熔化和激光近净成形三种代表性的LAM技术成形特点、优势及应用,并探究了超高温氧化物陶瓷LAM中的缺陷控制方法。最后,展望了LAM高性能复杂结构超高温氧化物陶瓷的发展趋势和突破点。

超高温氧化物共晶陶瓷高梯度定向凝固组织与性能调控研究进展

随着航空航天等高新技术领域的迅猛发展,新一代高性能、高效率的超高温结构材料及其制备技术日益成为世界各国航空航天战略发展的重点。超高温氧化铝基共晶陶瓷具有天然杰出的抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变、高强度等优良特性,在1400℃以上高温、水氧腐蚀等极端环境下服役具有突出的优势和巨大的发展前景。概述了超高温氧化物共晶陶瓷高梯度定向凝固技术的发展现状;探讨了氧化铝基超高温陶瓷高梯度定向凝固过程中缺陷的形成机理及其抑制措施;重点总结和评述了定向凝固氧化铝基共晶陶瓷的组织特征及均细化调控方法、共晶陶瓷晶体取向及织构调控方法,以及氧化物共晶陶瓷力学性能和强韧化调控方法;展望了高梯度定向凝固技术制备高性能大尺寸氧化物共晶陶瓷的发展趋势和突破点。