在金屬3D打印領(lǐng)域妨舟，由于各種稀有金屬的熔點(diǎn)不同掺昵，許多材料商在設(shè)法將更多的金屬進(jìn)行混合叭蜂，以生產(chǎn)出可加工應(yīng)用的材料產(chǎn)品侦滩。近期美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新的鉬（Mo）配方饰测，該配方經(jīng)過(guò)專門優(yōu)化唬研，可與電子束熔化（EBM）3D打印機(jī)配合使用。結(jié)果表明靡庵，這種新的材料可以承受極端溫度尼削，成為航空航天應(yīng)用的理想之選。

ORNL團(tuán)隊(duì)3D打印的“ Mighty Mo”材料的SEM圖像

作為一種難熔金屬燕汗，鉬具有多種特性静瞄，使其成為在超溫度敏感區(qū)域內(nèi)部署的極具吸引力的選擇。該合金的特點(diǎn)是熔點(diǎn)升高至2622 o C枣惨，并且熱膨脹系數(shù)蓄惫，導(dǎo)熱性和耐腐蝕性均較低，但在某些溫度下其韌性也很差邮敛。

另外萨驶，鉬在加工過(guò)程中對(duì)氮和氧污染非常敏感，這會(huì)導(dǎo)致其晶界偏析艇肴，導(dǎo)致零件開(kāi)裂腔呜。在該領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行的有限研究中，科學(xué)家將金屬與其他材料混合再悼，試圖更好地控制其重結(jié)晶和晶粒尺寸核畴，但收效甚微膝但。

早在2017年，來(lái)自?shī)W地利粉末生產(chǎn)商Plansee Group的研究人員就設(shè)法使用模擬數(shù)據(jù)來(lái)量化鉬的粒徑如何對(duì)其SLM打印敏感性做出貢獻(xiàn)谤草，但并未徹底解決該問(wèn)題跟束。相比之下，ORNL團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)丑孩，通過(guò)向合金中添加TiC顆粒并轉(zhuǎn)換為EBM泳炉，可以制造出具有更高水平的堅(jiān)固性和剛性的微結(jié)構(gòu)。

ORNL團(tuán)隊(duì)使用定制的Arcam 3D打印機(jī)進(jìn)行研究

為了配制材料嚎杨，科學(xué)家將Mo和TiC粉末以60:40的比例混合在一個(gè)刻度量筒中花鹅，該量筒充滿了氬氣以防止氧化。然后枫浙，使用行星式球磨機(jī)將所得的金屬基質(zhì)復(fù)合材料機(jī)械合金化8小時(shí)呐缸，直到可以進(jìn)行3D打印為止。

為了處理他們的新粉末尼缨，ORNL團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了定制的Arcam S12 EBM 3D打印機(jī)疫谱，其特征是改進(jìn)的構(gòu)建腔，該構(gòu)建腔由活塞综货，進(jìn)料器嚣惭，耙子和工作臺(tái)粉末床輸送系統(tǒng)組成。機(jī)器的升級(jí)有效地優(yōu)化了其小批量生產(chǎn)螃势，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高級(jí)過(guò)程監(jiān)控和二次進(jìn)料罕擒。

利用他們的機(jī)器，研究人員選擇了3D打印六塊尺寸為12毫米（D）x 13毫米（H）的零件距档，它們具有類似三明治的結(jié)構(gòu)氧液，其中包含一層包裹在兩層純鉬之間的強(qiáng)鉬。有趣的是囱悴，SEM成像顯示沧仿，純樣品均未發(fā)生任何開(kāi)裂，但由于粉末散布甫题，它們的確存在一些表面不一致性馁筐。

后來(lái)，研究小組進(jìn)行了熱力學(xué)建模坠非，這也表明該過(guò)程對(duì)成分和溫度的變化仍然極為敏感敏沉。結(jié)果，ORNL的科學(xué)家推測(cè)麻顶，嚴(yán)格管理工藝輸入將是使用鉬制造未來(lái)微結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵赦抖，而不會(huì)導(dǎo)致加工過(guò)程中零件層的一致性或溫度梯度發(fā)生變化。

最終辅肾，研究人員還得出結(jié)論队萤，他們證明了3D打印純無(wú)裂紋鉬的可行性轮锥，并且通過(guò)完善的參數(shù)設(shè)置，該合金可以在航空航天或能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域要尔，例如傳熱組件等領(lǐng)域找到新的應(yīng)用舍杜。

（中關(guān)村在線）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享赵辕，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)既绩，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布膘掀、編輯整理上傳殿腺，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)既倾。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻瓮窑、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題队屋，請(qǐng)第一時(shí)間告知拱屈，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益卵手！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn鸦贩。