《通过选择性激光熔炼制备CNTs-AlSi10Mg复合材料的制备及力学性能》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2018-07-30
  • 选择性激光熔化(SLM)展品独特优势的制造微型和纳米颗粒增强金属基复合材料。在此,我们研究了扫描速度对碳纳米管(CNTs)增强AlSi10Mg复合材料的微观结构和力学性能的影响。为了研究CNTs对SLM零件的影响,采用SLM技术制备了1 wt.%CNTs/AlSi10Mg的单径扫描、单层扫描和测试部分。结果表明,随着扫描速度的增加,扫描线的宽度普遍减小,扫描线的高度普遍增大。试验部件的力学性能开始增加,但随着扫描速度的增加而降低。激光扫描速度为1300mm /s,测试件的力学性能最高:相对密度、硬度和抗拉强度分别为98.53%、143.33 HV和499 MPa。硬度增加了约10%,抗拉强度增加了约20%,与未增强的AlSi10Mg相比。在组装件中检测到CNTs。发现CNTs沿AlSi10Mg细胞边界分布。一些CNTs在SLM过程中与Al4C3发生反应。CNTs和Al4C3的结合产生了一种pining效应,而CNTs仍保持其管状结构,并在加载过程中发挥作用;这提高了基体材料的硬度和强度。

    ——文章发布于2018年7月26日

相关报告
  • 《热处理温度对选择性激光熔炼制备的共铬钼合金组织和力学性能的影响。》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2018-05-02
    • 选择性激光熔接(SLM)作为一种先进的生物医学设备制造方法受到了广泛的关注。然而,由于快速加热和冷却,slm制造的部件容易积累大量的残余应力,这对它们的力学性能有负面影响。在这项研究中,Co-Cr-Mo合金标本是SLM制造的,然后在不同温度下热处理(750、900、1050、或750?°C)来缓解残余应力和改善其力学性能。通过共聚焦激光扫描显微镜、扫描电镜和能量色散x射线光谱学、电子背散射衍射和x射线衍射技术对合金显微结构进行了分析,并通过拉伸和维氏硬度试验对所制备试件的力学性能进行了评价。结果表明,增加热处理温度从750年?°C到1150?°C增加合金的韧性和减少0.2%的抵消屈服强度、维氏硬度。γ和ε阶段形成的所有热处理标本,ε相的体积分数随热处理温度的增加而降低。将试样加热至750-1050 C后,启动恢复过程,温度升高;然而,研究标本的残余应力并没有得到充分的缓解。相比之下,后加热到1150?°C,晶粒的形成谷物和残余应力的剧烈救援同时观察,伴随着增加试样的伸长和降低其强度(相比其他热处理标本),表明样品完全再结晶,残余应力是再结晶的驱动力。因此,在1150 C进行热处理是消除残余应力的有效方法,使其具有均匀的微观结构和令人满意的延展性。 ——文章发布于2018年5月30日
  • 《材料学家利用激光技术制备微小,弯曲的碳纤维面》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-04-19
    • Jena材料学家首次成功制备出了具有激光诱导周期结构的强弯曲面,这种结构也可以用于表面着色。来源: Jan-Peter Kasper/FSU Jena 材料的表面对其功能具有巨大的影响。如果外表面的性质发生改变,可能会扩大材料的应用范围。这正是Friedrich Schiller大学(德国)的材料科学家们研究如何使用激光技术调整不同材料表面的原因。他们主要关注点在于激光诱导产生周期性表面结构,也称为LIPSS。LIPSS是极其微小的结构。他们在国际知名顶级期刊Carbon上报道了在这领域中所取得的成就。 耶拿大学Otto Schott材料研究所的StephanGräf博士解释道:“当用飞秒激光器(一种具有极短而强的光脉冲的激光器)照射表面时,在激光束照射表面的点处会形成一种特征结构,而正是在这个焦点处的干扰作用产生了LIPSS。”因为普通的激光束不能聚焦到所需要的那么小,所以这些特征结构远小于使用正常激光技术所能达到的结构。除其他参数外,结构的大小还取决于所使用的激光强度和激光波长。在对激光束参数进行仔细调整的基础上,几乎可以“量身定做”所需的结构。与此同时还可以利用激光束扫描整个表面来获取大面积的周期性图案。 目前在强弯曲面上的应用 一般来说,这种方法适用于多种不同的材料。然而到目前为止它还只能应用于平面上。但现在耶拿材料学家成功地制备出了具有激光诱导周期结构的强弯曲面。Gräf博士说道:“我们已经在大约10微米的薄碳纤维表面上制备出了直径并不比结构本身大的LIPSS。此外,我们还能叠加不同类型的结构从而分层次地形成表面。” 目前的这些发现将为实际应用提供全新的可能性。例如,可以将碳纤维嵌入到其他材料中(比如某些聚合物)用来制备复合材料,再利用化学处理的方式来提高复合材料的强度。利用LIPSS可以准确改变它们的表面形貌,这样就可以在聚合物和嵌入的纤维之间进行锚定。 更耐用的材料 此外,该结构还可用作光学衍射光栅。它能让光在表面上的反射和吸收行为能够以一种特定的方式发生改变,同理也适用于光的衍射行为。而且基于所谓的“结构色”理念,以后可以有选择性地设计表面的颜色。因此,激光诱导的周期性表面结构越来越受到光学应用领域的关注。 耶拿大学的材料学家Gräf博士还说道:“通过改变表面形貌可以减少摩擦系数,从而防止磨损。比如可以用这种方式开发更耐用的医用植入物。”此外,可以通过这种方式改变材料的润湿性,因此可以设计成更具疏水性或亲水性的材料。 文章来自phys网站,原文题目为原文标题为Material scientists shape the surface of tiny, curved carbon fibres using laser structuring