SLM成形AlSi10Mg合金及SiC/AlSi10Mg复合材料的耐蚀和耐磨性能

利用SLM成形制备SiC/AlSi10Mg复合材料,采用XRD,SEM,EDS,EBSD,电化学方法和摩擦磨损实验分析其物相特征、微观组织和耐蚀、耐磨性能,并与SLM成形AlSi10Mg合金进行对比。结果表明:在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,SLM成形SiC/AlSi10Mg试样的腐蚀电流密度(2.0827μA/cm^(2))小于SLM成形AlSi10Mg试样的腐蚀电流密度(3.389μA/cm^(2)),同时SLM成形SiC/AlSi10Mg试样表面钝化膜的厚度(7.1 nm)大于AlSi10Mg试样表面钝化膜的厚度(1.9 nm),说明SLM成形SiC/AlSi10Mg试样耐蚀性能更优。究其原因为,SiC加入后引起晶粒细化、大角度晶界比例增多及铝基体连续性破坏,进而导致腐蚀速率减缓,耐蚀性能增强。此外,与SLM成形AlSi10Mg合金的硬度(103.58±7.41)HV_(0.2)相比,SLM成形SiC/AlSi10Mg复合材料的硬度(207.68±16.02)HV_(0.2)大约是前者的2倍,硬度明显提高,耐磨性能增强;SLM成形AlSi10Mg和SiC/AlSi10Mg的磨损机制均以磨料磨损和氧化磨损为主。

固溶时效处理对激光熔丝真空增材制造Ti6Al4V耐蚀性能的影响

利用动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱、X射线光电子能谱(XPS)和电子背散射衍射(EBSD)等测试方法研究了固溶时效处理对激光熔丝真空增材制造Ti6Al4V钛合金在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中的耐蚀性能的影响规律,其中固溶温度为950℃,时效温度分别为500℃和600℃。研究结果表明,固溶时效处理后试样的腐蚀电流密度变小,腐蚀后试样表面生成的钝化膜中的高价态氧化物Ti O_(2)的含量增多,钝化膜更稳定,保护效果更好,耐蚀性能明显得到改善,其中500℃时效试样的耐蚀性能最优,600℃时效试样次之。其原因是固溶时效处理后试样中的针状α′相减少,大角度晶界比例增加,导致耐蚀性能提高。此外,与500℃时效试样相比,600℃时效试样中的α片层明显变厚,导致耐蚀性能变差。

热、力及其复合外场原位辅助熔融沉积成型技术研究进展

熔融沉积成型(fused filament fabrication,FFF)是典型的聚合物增材制造技术之一,因其原料利用率高,成型原理简单且成本低而受到广泛关注。然而,FFF技术采用逐层堆积的加工方式,导致其成型件的层间界面结合强度较弱、宏观力学性能呈各向异性,因此较少用于工业领域关键零部件的制造。为此,发展了外场原位辅助的FFF技术,借助热场、力场及其复合外场,原位促进FFF成型过程中的层间结合行为,进而提高FFF成型件的宏观力学性能。本文从FFF成型的层间结合现象出发,归纳无定形聚合物和结晶性聚合物的层间结合机理,概述热场和力场对层间结合的影响机制,综述各类热、力及其复合外场辅助FFF技术的研究进展,并讨论各类原位辅助技术对FFF成型件力学性能的改善与不足,最后展望该技术在材料、工艺与装置等方面的发展前景和趋势,为促进FFF技术的工程应用提供理论支撑和技术参考。

气-液反应激光原位增材制造TiN增强钛基复合材料组织结构及力学性能研究

采用选区激光熔化(SLM)工艺制备了Ti6Al4V合金,并研究了激光能量密度(LED)对其致密度、显微硬度、压缩强度和塑性的影响。探究了N浓度对钛基复合材料组织结构和力学性能的影响规律。结果表明:SLM制备Ti6Al4V合金的最佳LED工艺窗口为84.8~163.6 J/mm^(3)。在最佳LED窗口内,在不同N浓度(3%、10%、30%,体积分数)工作气氛中,以气-液反应方式SLM制备了Ti N_(2)为增强相的Ti6Al4V基复合材料。其中,3%的N_(2)工作气氛中SLM成形的复合材料的强度和塑性同时得到提升,阐述了其强韧化机制。

飞秒激光光镊直写银微纳结构

利用800nm飞秒激光光镊捕获了水中分散的银纳米颗粒,在玻璃基片表面直写银线,通过调控激光参数研究了激光功率对银线线宽及表面形貌的影响,实现了线宽为378nm的银线直写。经过测试,直写的银线电阻率为固体银的19.88倍。此外,还利用该方法制备了银二维网格结构,体现了该技术在二维结构直写方面的良好加工能力。