Виробництво армованої нержавіючої сталі/міді методом лазерної плавки

Ми використовуємо файли cookie, щоб покращити ваш досвід.Продовжуючи перегляд цього сайту, ви погоджуєтесь на використання файлів cookie.Додаткова інформація.
У недавній статті, опублікованій в журналі Additive Manufacturing Letters, дослідники обговорюють процес лазерного плавлення мідних композитів на основі нержавіючої сталі 316L.
Дослідження: Синтез композитів нержавіюча сталь 316L-мідь методом лазерного плавлення.Кредит зображення: педаль в наявності / Shutterstock.com
Хоча теплопередача в однорідному твердому тілі є дифузною, тепло може проходити через тверду масу по шляху найменшого опору.У металевих пінопластових радіаторах для збільшення швидкості тепловіддачі рекомендується використовувати анізотропію теплопровідності і проникності.
Крім того, очікується, що анізотропна теплопровідність допоможе зменшити паразитні втрати, викликані осьовою провідністю в компактних теплообмінниках.Для зміни теплопровідності сплавів і металів застосовувалися різні методи.Жоден із цих підходів не підходить для розширення стратегій направленого керування тепловим потоком у металевих компонентах.
Композитні матеріали з металевою матрицею (MMC) виготовляються з порошків, подрібнених у кульових млинах, за допомогою технології лазерного плавлення в порошковому шарі (LPBF).Нещодавно було запропоновано новий гібридний метод LPBF для виготовлення сплавів ODS 304 SS шляхом легування прекурсорів оксиду ітрію в шар порошку 304 SS перед лазерним ущільненням за допомогою п’єзоелектричної струминної технології.Перевагою такого підходу є можливість вибіркового регулювання властивостей матеріалу в різних зонах шару порошку, що дозволяє контролювати властивості матеріалу в межах робочого об’єму інструменту.
Схематичне зображення методу нагрітого шару для (а) подальшого нагрівання та (б) перетворення чорнила.Кредит зображення: Murray, JW та ін.Листи про адитивне виробництво.
У цьому дослідженні автори використовували медні чорнила для струменевого друку, щоб продемонструвати метод лазерного плавлення для виробництва композитів з металевою матрицею з кращою теплопровідністю, ніж нержавіюча сталь 316L.Для імітації гібридного методу злиття струминного порошку шар порошку з нержавіючої сталі було леговано чорнилом-прекурсором міді, а новий резервуар використовувався для контролю рівня кисню під час лазерної обробки.
Команда створила композити нержавіючої сталі 316L з міддю за допомогою струменевої мідної фарби в середовищі, що імітує лазерний сплав у шарі порошку.Підготовка хімічних реакторів за допомогою нової гібридної технології струменевого друку та LPBF, яка використовує переваги спрямованої теплопровідності для зменшення загального розміру та ваги реактора.Продемонстровано можливість створення композиційних матеріалів за допомогою струменевих чорнил.
Дослідники зосередилися на виборі прекурсорів медних чорнил і процедурі виготовлення композиційних тестових продуктів для визначення щільності матеріалу, мікротвердості, складу та коефіцієнта температуропровідності.Дві чорнила-кандидати були обрані на основі стійкості до окислення, низького вмісту або відсутності добавок, сумісності зі струминними друкуючими головками та мінімального залишку після перетворення.
Перші чорнила CufAMP використовують форміат міді (Cuf) як сіль міді.Гексафторацетилацетонат вінілтриметилміді (II) (Cu(hfac)VTMS) є ще одним попередником чорнила.Було проведено пілотний експеримент, щоб перевірити, чи призводить сушіння та термічне розкладання чорнила до більшого забруднення міддю через перенесення хімічних побічних продуктів порівняно зі звичайним сушінням і термічним розкладанням.
Використовуючи обидва методи, було виготовлено два мікрокупони та порівняно їх мікроструктуру для визначення ефекту методу перемикання.При навантаженні 500 гс і витримці 15 с вимірювали мікротвердість за Віккерсом (HV) на перерізі зони оплавлення двох зразків.
Схема експериментальної установки та етапів процесу, повторених для виготовлення зразків композиту 316L SS–Cu, виготовлених за допомогою методу нагрітого шару.Кредит зображення: Murray, JW та ін.Листи про адитивне виробництво.
Встановлено, що теплопровідність композиту на 187% вище, ніж у нержавіючої сталі 316L, а мікротвердість на 39% нижче.Мікроструктурні дослідження показали, що зменшення міжфазного розтріскування може покращити теплопровідність і механічні властивості композитів.Для спрямованого теплового потоку всередині теплообмінника необхідно вибірково збільшити теплопровідність нержавіючої сталі 316L.Композит має ефективну теплопровідність 41,0 Вт/мК, що в 2,9 рази більше, ніж у нержавіючої сталі 316L, і знижує твердість на 39%.
Порівняно з кованою та відпаленою нержавіючою сталлю 316L мікротвердість зразка в нагрітому шарі становила 123 ± 59 HV, що на 39 % нижче.Пористість кінцевого композиту становила 12%, що пов’язано з наявністю порожнин і тріщин на межі розділу фаз SS і Cu.
Для зразків після нагрівання та нагрівального шару визначено мікротвердість поперечних перерізів зони наплавлення 110 ± 61 HV та 123 ± 59 HV відповідно, що на 45 % та 39 % менше ніж 200 HV для ковано-відпаленого. Нержавіюча сталь 316L.Через велику різницю в температурах плавлення Cu та нержавіючої сталі 316L, близько 315°C, у виготовлених композитах утворилися тріщини в результаті псевдозрідженого розтріскування, спричиненого псевдозрідженням Cu.
Зображення BSE (угорі ліворуч) і карта елементів (Fe, Cu, O) після нагрівання зразка, отримані за допомогою аналізу WDS.Кредит зображення: Murray, JW та ін.Листи про адитивне виробництво.
На завершення це дослідження демонструє новий підхід до створення композитів 316L SS-Cu з кращою теплопровідністю, ніж 316L SS, з використанням мідних чорнил, що розпилюються.Композит виготовляється шляхом поміщення чорнила в бардачок і перетворення його на мідь, потім додавання порошку з нержавіючої сталі поверх нього, потім змішування та затвердіння в лазерному зварювальному апараті.
Попередні результати показують, що чорнило Cuf-AMP на основі метанолу може розкладатися до чистої міді без утворення оксиду міді в середовищі, подібному до процесу LPBF.Метод нагрівання шару для нанесення та перетворення чорнила створює мікроструктури з меншою кількістю пустот і домішок, ніж звичайні процедури після нагрівання.
Автори зазначають, що в майбутніх дослідженнях вивчатимуться способи зменшення розміру зерна та покращення плавлення та змішування фаз SS та Cu, а також механічних властивостей композитів.
Murray JW, Speidel A., Spierings A. та ін.Синтез композитів нержавіюча сталь 316L-мідь методом лазерного плавлення.Інформаційний лист про адитивне виробництво 100058 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
Відмова від відповідальності: думки, висловлені тут, належать особисто автору та не обов’язково відображають погляди AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, власника та оператора цього веб-сайту.Ця відмова від відповідальності є частиною умов використання цього веб-сайту.
Сурбхі Джайн — незалежний автор із Делі, Індія.Має ступінь доктора філософії.Він отримав ступінь доктора філософії з фізики Делійського університету та брав участь у кількох наукових, культурних і спортивних заходах.Її академічна освіта пов’язана з матеріалознавчими дослідженнями зі спеціалізацією на розробці оптичних пристроїв і датчиків.Вона має великий досвід у написанні, редагуванні, аналізі експериментальних даних і управлінні проектами, опублікувала 7 наукових статей у журналах, індексованих Scopus, і подала 2 індійські патенти на основі своєї дослідницької роботи.Вона захоплюється читанням, письмом, дослідженнями та технологіями, любить готувати, грати, садівничити та займатися спортом.
Джайнізм, сурбхі.(25 травня 2022 р.).Лазерна плавка дозволяє виготовляти зміцнені композити з нержавіючої сталі та міді.AZ.Отримано 25 грудня 2022 року з https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Джайнізм, сурбхі.«Лазерне плавлення дозволяє виготовляти композити з армованої нержавіючої сталі та міді».AZ.25 грудня 2022 р.25 грудня 2022 р.
Джайнізм, сурбхі.«Лазерне плавлення дозволяє виготовляти композити з армованої нержавіючої сталі та міді».AZ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(Станом на 25.12.2022).
Джайнізм, сурбхі.2022. Виробництво армованих композитів нержавіюча сталь/мідь методом лазерної плавки.AZoM, доступ 25 грудня 2022 р., https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
У цьому інтерв’ю AZoM розмовляє з Бо Престоном, засновником Rainscreen Consulting, про STRONGIRT, ідеальну систему підтримки безперервної ізоляції (CI) та її застосування.
AZoM поспілкувався з доктором Шенлонг Чжао та доктором Бінвей Чжаном про їхні нові дослідження, спрямовані на створення високопродуктивних натрієво-сірчаних акумуляторів при кімнатній температурі як альтернативу літій-іонним акумуляторам.
У новому інтерв’ю з AZoM ми говоримо з Джеффом Шейнлайном з NIST у Боулдері, штат Колорадо, про його дослідження утворення надпровідних кіл із синаптичною поведінкою.Це дослідження може змінити наш підхід до штучного інтелекту та обчислень.
Prometheus від Admesy — це колориметр, який ідеально підходить для всіх типів точкових вимірювань на дисплеях.
Цей короткий опис продукту містить огляд ZEISS Sigma FE-SEM для отримання високоякісних зображень і передової аналітичної мікроскопії.
SB254 забезпечує високоефективну електронно-променеву літографію з економічною швидкістю.Він може працювати з різними складними напівпровідниковими матеріалами.
Світовий ринок напівпровідників вступив у захоплюючий період.Попит на технології чіпів як стимулював, так і сповільнював розвиток галузі, і очікується, що поточний дефіцит чіпів триватиме ще деякий час.Сучасні тенденції, ймовірно, визначать майбутнє галузі, оскільки це триватиме
Основна відмінність батарей на основі графену від твердотільних батарей полягає в складі електродів.Хоча катоди часто модифікують, алотропи вуглецю також можна використовувати для виготовлення анодів.
В останні роки Інтернет речей швидко впроваджується майже в усіх сферах, але він особливо важливий у галузі електромобілів.


Час публікації: 26 грудня 2022 р
  • wechat
  • wechat