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纳米复合材料具有高强度、高热稳定性、高延展性和各向同性等优点

金属基纳米复合材料(MMNCs)由于具有高强度、高热稳定性、高延展性和各向同性等优点,在汽车、航空航天等行业得到了越来越多的应用。然而,尽管金属基纳米复合材料具有优越的性能和日益增长需求,但其复杂的加工和不充分经济效益限制了金属基纳米复合材料的应用。在这些材料中,高能量消耗仍然是分散增强以实现微观结构均匀性和高级力学性能所必需的。

纳米复合材料具有高强度、高热稳定性、高延展性和各向同性等优点

选择性激光熔化(SLM),也称为激光粉末床熔合(L-PBF),是一种应用于金属和陶瓷的添加剂制造(AM)技术。在制造金属基纳米复合材料等独特的结构和性能方面显示出了巨大潜力。使用高功率激光,选择性激光熔化能直接从粉末材料快速生产具有复杂形状的三维(3-D)零件,而无需耗时的模具设计过程。这降低了生产成本和交货期,同时为汽车、航空航天、电子和生物医学行业提供定制的金属基纳米复合材料部件。

纳米复合材料具有高强度、高热稳定性、高延展性和各向同性等优点

然而,由于缺乏对选择性激光熔化特有的缺陷以及使用选择性激光熔化的纳米复合材料制造和性能的全面了解,新加坡科技设计大学(SUTD)研究人员及其研究合作者开始全面了解科学技术知识。

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研究人员从材料和选择性激光熔化工艺参数的角度回顾了国内外研究现状,其研究成果发表在《材料科学进展》(Progress In Material Science)期刊上,该期刊发表了材料科学最新进展的权威评论。还对与纳米复合材料相关的制造,研究进行了深入的剖析。

纳米复合材料具有高强度、高热稳定性、高延展性和各向同性等优点

包括材料和选择性激光熔化工艺参数,强调了物理性能和粉末的制备。之后,研究了金属基纳米复合材料的力学性能和相应增强机制,以加深对金属基纳米复合材料的理解。金属基纳米复合材料一直是材料科学家极大的兴趣,随着先进制造,特别是添加剂制造的进步,现在实现高质量金属基纳米复合材料方面有了更大的潜力。来自SUTD的首席研究员和合著者Chua Chee Kai教授解释说:在研究中,选择激光粉末床聚变作为重点工艺,因为它已经证明了其从金属和陶瓷制造功能部件的能力。

纳米复合材料具有高强度、高热稳定性、高延展性和各向同性等优点

研究还讨论了与纳米颗粒相关选择性激光熔化技术特有的缺陷。还列举了金属基纳米复合材料的应用,特别是用选择性激光熔化工艺制备的金属基纳米复合材料,并进行了比较。来自南洋理工大学的Sing Swee Leong博士说:AM面临的关键挑战之一是缺乏‘可打印’的材料,相信,这项全面的研究通过专注于优点而不忽视局限性,及时提供了对金属基纳米复合材料的选择性激光熔化概述和理解,这有望鼓励更多研究人员探索这个非常有趣的领域。

博科园|研究/来自:新加坡科技设计大学

参考期刊《材料科学进展》

DOI: 10.1016/j.pmatsci.2019.04.006

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