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NUST MISIS科学家将3D打印铝复合材料的强度提高了一倍
2018-10-11浏览量:162评论数:
NUST MISIS的科学家们提出了一种生产超高纯度氧化铝(UHPA)的先进方法,这种方法可以使3D打印铝复合材料的强度增加一倍,并将这些产品的特性提高到钛合金的质量。所研制的3D打印改性剂可用于航空航天工业的产品。



航空航天、海洋和医疗行业正在利用钛、铝和钢铁3D打印的重量、时间和成本优势。铝重量轻(密度2700公斤/立方米),可塑,弹性模量约70 MPa。这是行业对适合3D打印的金属的主要要求之一;然而,铝本身并没有足够的强度或坚固性:即使是合金硬铝的抗拉强度也是500mpa,布氏硬度HB为20kgf /mm2。

以氮化物和氧化铝为基础,通过燃烧得到的改性前驱体已成为新型复合材料的基础。NUST MISiS团队的研究使用了纯度为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)的浓度则相反,增加了。



研究人员研究了后续酸和热处理后杂质浓度的演变过程,发现所提出的方法可以分别从初始纯度为99.70%和99.99%的铝球中生产出纯度为99.99%和99.999%的UHPA。

钛的强度大约是铝的六倍,所以这种先进的方法产生的3D打印铝复合材料的强度是钛的三分之一。研究人员详细介绍了这项技术,并将研究结果发表在科学期刊《可持续材料与技术》(Sustainable Materials and Technologies)上。



NUST MISIS有色金属和黄金学系的Alexander Gromov教授解释说:“我们已经开发出一种技术来强化3D打印得到的铝基复合材料,我们还通过燃烧铝粉获得了创新的前体改性剂。”“燃烧产物-氮化物和氧化铝-是专门为烧结支化表面与过渡纳米分子之间形成的制备。这是表面的特殊性质和结构,允许粒子牢牢地附着在铝基体上,从而使得到的复合材料的强度增加一倍。

据研究人员介绍,该方法的优点是成本低、实用性强。目前,该团队正在新技术的帮助下测试原型。

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