Proizvodnja ojačanog nerđajućeg čelika/bakra laserskim topljenjem

Koristimo kolačiće da poboljšamo vaše iskustvo.Nastavkom pretraživanja ove stranice, slažete se s našom upotrebom kolačića.Dodatne informacije.
U nedavnom članku objavljenom u časopisu Additive Manufacturing Letters, istraživači raspravljaju o procesu laserskog topljenja bakrenih kompozita na bazi 316L nehrđajućeg čelika.
Istraživanje: Sinteza 316L kompozita od nehrđajućeg čelika i bakra laserskim topljenjem.Kredit za sliku: Pedala na lageru / Shutterstock.com
Iako je prijenos topline unutar homogene čvrste tvari difuzan, toplina može putovati kroz čvrstu masu putem najmanjeg otpora.U radijatorima od metalne pjene preporučuje se korištenje anizotropije toplinske provodljivosti i propusnosti za povećanje brzine prijenosa topline.
Osim toga, očekuje se da će anizotropna toplinska provodljivost pomoći u smanjenju parazitskih gubitaka uzrokovanih aksijalnim provođenjem u kompaktnim izmjenjivačima topline.Korištene su različite metode za promjenu toplinske provodljivosti legura i metala.Nijedan od ovih pristupa nije prikladan za povećanje strategije usmjerene kontrole za toplinski tok u metalnim komponentama.
Metalni matrični kompoziti (MMC) se proizvode od kugličnog mljevenog praha korištenjem tehnologije laserskog topljenja u sloju praha (LPBF).Nedavno je predložena nova hibridna LPBF metoda za proizvodnju legura ODS 304 SS dopiranjem prekursora itrijum oksida u sloj praha 304 SS prije laserskog zgušnjavanja pomoću piezoelektrične inkjet tehnologije.Prednost ovog pristupa je mogućnost selektivnog prilagođavanja svojstava materijala u različitim područjima sloja praha, što vam omogućava kontrolu svojstava materijala unutar radnog volumena alata.
Šematski prikaz metode zagrijanog sloja za (a) naknadno zagrevanje i (b) konverziju mastila.Kredit za sliku: Murray, JW et al.Pisma o aditivnoj proizvodnji.
U ovoj studiji, autori su koristili Cu inkjet tintu da demonstriraju metodu laserskog topljenja za proizvodnju kompozita metalne matrice bolje toplinske provodljivosti od nehrđajućeg čelika 316L.Da bi se simulirao hibridni inkjet-prah sloj fuzije, sloj praha od nerđajućeg čelika je dopiran bakarnim prekursorskim bojama, a novi rezervoar je korišćen za kontrolu nivoa kiseonika tokom laserske obrade.
Tim je kreirao kompozite od nerđajućeg čelika 316L sa bakrom koristeći inkjet bakreno mastilo u okruženju koje simulira lasersku leguru u sloju praha.Priprema hemijskih reaktora korišćenjem nove hibridne inkjet i LPBF tehnike koja koristi prednost usmerene toplotne provodljivosti za smanjenje ukupne veličine i težine reaktora.Prikazana je mogućnost stvaranja kompozitnih materijala korištenjem inkjet tinte.
Istraživači su se fokusirali na odabir prekursora Cu mastila i proceduru proizvodnje kompozitnih proizvoda za ispitivanje kako bi se odredila gustina materijala, mikrotvrdoća, sastav i termička difuzivnost.Dva kandidata za mastila su odabrana na osnovu oksidacione stabilnosti, niskih ili bez aditiva, kompatibilnosti sa glavama za inkjet štampanje i minimalnog ostatka nakon konverzije.
Prva CufAMP mastila koriste bakreni format (Cuf) kao bakrenu so.Viniltrimetilbakar(II) heksafluoroacetilacetonat (Cu(hfac)VTMS) je još jedan prethodnik mastila.Proveden je pilot eksperiment kako bi se utvrdilo da li sušenje i termička dekompozicija tinte rezultira većom kontaminacijom bakrom zbog prijenosa kemijskih nusproizvoda u usporedbi s konvencionalnim sušenjem i termičkom razgradnjom.
Koristeći obje metode, napravljena su dva mikrokupona i njihova mikrostruktura upoređena kako bi se utvrdio učinak metode prebacivanja.Pri opterećenju od 500 gf i vremenu držanja od 15 s, mjerena je Vickersova mikrotvrdoća (HV) na poprečnom presjeku zone spajanja dva uzorka.
Šema eksperimentalne postavke i procesnih koraka ponovljenih za izradu 316L SS–Cu kompozitnih uzoraka proizvedenih metodom zagrijanog sloja.Kredit za sliku: Murray, JW et al.Pisma o aditivnoj proizvodnji.
Utvrđeno je da je toplinska provodljivost kompozita 187% veća od one od nehrđajućeg čelika 316L, a mikrotvrdoća je 39% manja.Studije mikrostrukture su pokazale da smanjenje međufaznih pukotina može poboljšati toplinsku provodljivost i mehanička svojstva kompozita.Za usmjereni protok topline unutar izmjenjivača topline, potrebno je selektivno povećati toplinsku provodljivost nehrđajućeg čelika 316L.Kompozit ima efikasnu toplotnu provodljivost od 41,0 W/mK, 2,9 puta veću od nerđajućeg čelika 316L, i smanjenje tvrdoće za 39%.
U odnosu na kovani i žareni nehrđajući čelik 316L, mikrotvrdoća uzorka u zagrijanom sloju iznosila je 123 ± 59 HV, što je 39% manje.Poroznost konačnog kompozita iznosila je 12%, što je povezano s prisustvom šupljina i pukotina na granici između SS i Cu faza.
Za uzorke nakon zagrijavanja i zagrijanog sloja, mikrotvrdoća poprečnih presjeka zone fuzije određena je kao 110 ± 61 HV i 123 ± 59 HV, respektivno, što je 45% i 39% niže od 200 HV za kovano žareni 316L nerđajući čelik.Zbog velike razlike u temperaturi topljenja Cu i nehrđajućeg čelika 316L, oko 315°C, nastale su pukotine u proizvedenim kompozitima kao rezultat fluidizacijskog pucanja uzrokovanog fluidizacijom Cu.
BSE slika (gore lijevo) i mapa elemenata (Fe, Cu, O) nakon zagrijavanja uzorka, dobijena WDS analizom.Kredit za sliku: Murray, JW et al.Pisma o aditivnoj proizvodnji.
U zaključku, ova studija pokazuje novi pristup za stvaranje 316L SS-Cu kompozita sa boljom toplotnom provodljivošću od 316L SS koristeći raspršeno bakarno mastilo.Kompozit se pravi stavljanjem mastila u pretinac za rukavice i pretvaranjem u bakar, zatim dodavanjem praha od nerđajućeg čelika na njega, zatim mešanjem i sušenjem u laserskom zavarivaču.
Preliminarni rezultati pokazuju da se Cuf-AMP tinta na bazi metanola može razgraditi do čistog bakra bez stvaranja bakrenog oksida u okruženju sličnom LPBF procesu.Metoda zagrijanog sloja za nanošenje i pretvaranje tinte stvara mikrostrukture s manje šupljina i nečistoća od konvencionalnih postupaka naknadnog zagrijavanja.
Autori napominju da će buduće studije istraživati ​​načine za smanjenje veličine zrna i poboljšanje topljenja i miješanja SS i Cu faza, kao i mehanička svojstva kompozita.
Murray JW, Speidel A., Spierings A. et al.Sinteza 316L kompozita od nehrđajućeg čelika i bakra laserskim topljenjem.Podaci o proizvodnji aditiva 100058 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
Odricanje od odgovornosti: Stavovi izraženi ovdje su stavovi autora privatno i ne odražavaju nužno stavove AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, vlasnika i operatera ove web stranice.Ovo odricanje od odgovornosti dio je uvjeta korištenja ove web stranice.
Surbhi Jain je slobodni pisac o tehnologiji sa sjedištem u Delhiju, Indija.Ona je doktorirala.Doktorirao je fiziku na Univerzitetu u Delhiju i učestvovao je u nekoliko naučnih, kulturnih i sportskih aktivnosti.Njeno akademsko iskustvo je u istraživanju materijala sa specijalizacijom u razvoju optičkih uređaja i senzora.Ima veliko iskustvo u pisanju sadržaja, uređivanju, analizi eksperimentalnih podataka i upravljanju projektima, a objavila je 7 istraživačkih članaka u časopisima indeksiranim Scopusom i prijavila 2 indijska patenta na osnovu svog istraživačkog rada.Strastvena je za čitanje, pisanje, istraživanje i tehnologiju i uživa u kuhanju, igri, vrtlarstvu i sportu.
Džainizam, Surbhi.(25. maja 2022.).Lasersko topljenje omogućava proizvodnju armiranih kompozita od nehrđajućeg čelika i bakra.AZ.Preuzeto 25. decembra 2022. sa https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Džainizam, Surbhi.“Lasersko topljenje omogućava proizvodnju armiranih kompozita od nehrđajućeg čelika i bakra.”AZ.25. decembar 2022.25. decembar 2022.
Džainizam, Surbhi.“Lasersko topljenje omogućava proizvodnju armiranih kompozita od nehrđajućeg čelika i bakra.”AZ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(Od 25. decembra 2022.).
Džainizam, Surbhi.2022. Proizvodnja ojačanih kompozita nerđajući čelik/bakar laserskim topljenjem.AZoM, pristupljeno 25. decembra 2022., https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
U ovom intervjuu, AZoM razgovara sa Boom Prestonom, osnivačem Rainscreen Consulting-a, o STRONGIRT-u, idealnom sistemu za podršku kontinualnoj izolaciji (CI) i njegovim primjenama.
AZoM je razgovarao sa dr. Shenlong Zhaoom i dr. Bingwei Zhangom o njihovom novom istraživanju koje ima za cilj pravljenje natrijum-sumpornih baterija visokih performansi na sobnoj temperaturi kao alternative litijum-jonskim baterijama.
U novom intervjuu za AZoM, razgovaramo sa NIST-ovim Jeffom Scheinleinom u Boulderu u Koloradu o njegovom istraživanju formiranja supravodljivih kola sa sinaptičkim ponašanjem.Ovo istraživanje moglo bi promijeniti način na koji pristupamo umjetnoj inteligenciji i računarstvu.
Prometheus od Admesyja je kolorimetar idealan za sve vrste mjerenja na displejima.
Ovaj sažetak proizvoda pruža pregled ZEISS Sigma FE-SEM za visokokvalitetno snimanje i naprednu analitičku mikroskopiju.
SB254 isporučuje litografiju elektronskih zraka visokih performansi pri ekonomičnoj brzini.Može raditi s raznim složenim poluvodičkim materijalima.
Globalno tržište poluprovodnika ušlo je u uzbudljiv period.Potražnja za tehnologijom čipova je i podstakla i usporila razvoj industrije, a očekuje se da će se trenutni nedostatak čipova nastaviti još neko vrijeme.Trenutni trendovi će vjerovatno oblikovati budućnost industrije kako se ovo nastavi
Glavna razlika između baterija na bazi grafena i solid-state baterija je sastav elektroda.Iako se katode često modificiraju, alotropi ugljika se također mogu koristiti za izradu anoda.
Poslednjih godina Internet stvari se ubrzano implementirao u gotovo svim oblastima, ali je posebno važan u industriji električnih vozila.


Vrijeme objave: 26.12.2022
  • wechat
  • wechat