NUST MISIS科学家将3D打印铝复合材料的强度提高了一倍

必发365登录入口2018年10月25日讯  航空航天,船舶和医疗行业正在利用钛、铝和钢进行3D打印以节省时间和成本,铝质轻(密度2700 kg / m3)且可模塑,弹性模量约为70 MPa。这是金属适合3D打印的行业主要要求之一,但是单独的铝不够坚固,即使合金硬铝的拉伸强度也只有500 MPa,其布氏硬度HB只有20 kgf / mm2。

NUST MISIS科学家提出了一种生产超高纯度氧化铝(UHPA)的先进方法,该方法可以使3D打印铝复合材料的强度翻倍,并将这些产品的特性提升到钛合金的质量。开发的3D打印改性剂可用于航空航天工业的产品。

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3D打印细节原型

现在所开发的改进版本,基于氮化物和氧化铝并通过燃烧获得,已成为新复合材料的基础。 NUST MISiS团队的研究使用纯度为99.7%的铝颗粒。通过氧化,与碱反应,随后的盐酸处理和1450℃的热煅烧UHPA中杂质,特别是铁杂质的总浓度降低,而碱金属(K,Na,Li)的浓度则增加了。

研究人员研究了后续酸处理和热处理后杂质浓度的变化,发现该方法可以生产出纯度为99.99%的UHPA,其初始纯度分别为99.70%和99.99%。

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NUST MISIS大学研究实验室的铝烧工艺(PRNewsfoto / NUST MISiS)

钛的强度比铝的强度高约六倍,因此这种先进的方法生产的3D打印铝复合材料是钛的强度的三分之一。研究人员详细介绍了该技术并将结果发表在科学期刊可持续材料与技术中。“我们已经开发出一种技术来加强通过3D打印获得的铝基复合材料,我们通过燃烧铝粉获得了创新的前体改性剂,”NUST MISIS有色金属和黄金部门的Alexander Gromov教授解释道。 “燃烧产物:氮化物和氧化铝,专门用于烧结分支表面,在颗粒之间形成过渡纳米层。表面的特殊性质和结构使颗粒牢固地附着在铝基质上,其结果是获得双倍的的强度。“

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据研究人员称,所研究的UHPA生产方法的优点是成本低,实用性高。目前,该团队正在借助新技术测试原型。

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