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复合金材料工艺参数对金属基复合材料密度的影响

复合金材料的直接激光烧结,发现在低SiC组分时致密化率增加,但在>~ 5vol .%时致密化率急剧下降。同时,复合金材料中铝熔体与增强颗粒发生显著反应,形成了Al4SiC4和硅颗粒。然而,这些研究并没有考察工艺参数对DMLS金属基复合材料密度的影响,而是考察了为避免制造过程中裂纹的出现,设计选择如支架的产生、建筑室内的零件方向等对材料密度的影响。

电热合金

以镁铝合金为材料,研究了DMLS制备复合材料的可能性。镁铝合金在液相中具有很高的流动性,因此可以制备几乎致密的样品。此外,如果将碳化硅用作第二相,文献[72]中已经知道,大量的硅会减少或抑制铝和碳化硅之间的反应,从而形成危险的碳化铝Al4C3,通常对机械性能非常有害。因此,碳化硅颗粒被选为可能的增强材料之一。使用来自 15 m2/g的sic粉末,其密度为3.2 g/cm3,平均粒径为0.55流道m。

电热合金

另一个被测试的有趣的增强物是铝镁尖晶石(MgAl2O4)。该氧化物的熔点为2315℃,杨氏模量和强度较高,热膨胀系数(CTE)较低。此外,文献[73]指出,如果颗粒的尺寸非常小,它可以显著改善复合材料的蠕变行为。因此使用了MgAl2O4的纳米粉体(Nanocerox,平均尺寸在30 nm左右)。由于SiC颗粒较大,而MgAl2O4颗粒较小,两种增强材料的添加量不同,分别为SiC和MgAl2O4的质量分别为10%和1%。为避免合金球形颗粒变形,采用陶瓷罐内的球磨系统进行简单混合制备复合粉体,不使用任何研磨介质,搅拌48小时。这些粉末在放入DMLS机器之前用63英寸的筛网进行筛分。


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