近期，年夜连理工年夜学副传授牛方勇团队于熔体自生氧化物陶瓷激光增材制造范畴取患上新进展。他们针对于激光定向能量沉积制备三元共晶熔体自生陶瓷历程中，易呈现构造不匀称和孔隙率高的问题，立异性提出原位微波-激规复合增材制造新要领，实现了Al2O3/YAG/ZrO2三元共晶陶瓷微不雅构造匀称化与高致密化协同调控。相干结果发表在《极度制造》。
熔体自生氧化物共晶陶瓷具备优秀的耐高温机能、高硬度及化学不变性，于航空策动机热端部件等极度服役场景中具备主要运用远景。然而，传统激光增材制造历程中熔池凝集极快，轻易致使气孔滞留、构造定向生长等问题，成为激光增材制造繁杂高机能陶瓷构件的主要技能瓶颈。
缭绕这一问题，团队搭建了双机械手协同原位微波——激规复合增材制造体系，将微波体积加热与激光定向能量沉积及时耦合，为熔池凝集举动调控及缺陷按捺提供了新思绪。该研究注解原位微波场可显著改善构件的凝集情况与缺陷演化举动。跟着微波接收加强，样件层间粗化带状构造慢慢改变为法则有序的层片状共晶布局，构造匀称性较着晋升，ZrO2相还有体现出织构随机化的蜕变特性。特别是于孔隙按捺方面，原位微波辅助揭示出凸起上风。CT三维重构成果显示，构件内部孔隙率由通例成形前提下的0.76%降至高微波接收率前提下的0.11%，且年夜尺寸孔隙缺陷获得有用消弭。
研究认为，致密化效果一方面患上益在微波体积加热和局部“热门”效应降低熔体黏度促成气泡逸出；另外一方面，微波场与激光引诱种子电子彼此作用，可于熔池内部激发气体电离形成等离子体，有用降低了熔池中的气体含量。这一历程显著按捺了样件中孔隙缺陷的形成，为力学机能晋升奠基了基础。
该研究为高机能繁杂熔体自生氧化物陶瓷构件的直接增材制造提供了新的技能路径，也为极度情况用进步前辈陶瓷的构造调控、缺陷按捺及机能晋升提供了主要支撑。
相干论文信息：https://doi.org/10.1088/2631-7990/ae3f64
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