Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить ваш опыт.Продолжая просматривать этот сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie.Дополнительная информация.
В недавней статье, опубликованной в журнале Additive Manufacturing Letters, исследователи обсуждают процесс лазерной плавки медных композитов на основе нержавеющей стали 316L.
Исследования: Синтез композитов нержавеющая сталь-медь 316L методом лазерной плавки.Изображение предоставлено: Педаль на складе / Shutterstock.com
Хотя теплообмен внутри однородного твердого тела является диффузным, тепло может распространяться через твердую массу по пути наименьшего сопротивления.В металлопенопластовых радиаторах рекомендуется использовать анизотропию теплопроводности и проницаемости для увеличения скорости теплоотдачи.
Кроме того, ожидается, что анизотропная теплопроводность поможет снизить паразитные потери, вызванные осевой проводимостью в компактных теплообменниках.Для изменения теплопроводности сплавов и металлов использовались различные методы.Ни один из этих подходов не подходит для масштабирования стратегий направленного управления тепловым потоком в металлических компонентах.
Металломатричные композиты (MMC) производятся из порошков, измельченных в шаровой мельнице, с использованием технологии лазерного плавления в порошковом слое (LPBF).Недавно был предложен новый гибридный метод LPBF для изготовления сплавов ODS 304 SS путем легирования прекурсоров оксида иттрия в слой порошка 304 SS перед лазерным уплотнением с использованием технологии пьезоэлектрической струйной печати.Преимуществом такого подхода является возможность выборочной регулировки свойств материала на разных участках слоя порошка, что позволяет контролировать свойства материала в пределах рабочего объема инструмента.
Схематическое изображение метода подогрева слоя для (а) последующего нагрева и (б) преобразования чернил.Изображение предоставлено: Мюррей, JW и др.Письма об аддитивном производстве.
В этом исследовании авторы использовали медные чернила для струйной печати, чтобы продемонстрировать метод лазерного плавления для производства композитов с металлической матрицей с лучшей теплопроводностью, чем нержавеющая сталь 316L.Для моделирования гибридного метода плавления слоя порошка для струйной печати слой порошка нержавеющей стали был легирован медными чернилами-прекурсорами, а новый резервуар использовался для контроля уровня кислорода во время лазерной обработки.
Команда создала композиты из нержавеющей стали 316L и меди с помощью медных чернил для струйной печати в среде, имитирующей лазерный сплав в порошковом слое.Подготовка химических реакторов с использованием новой гибридной технологии струйной печати и LPBF, которая использует преимущества направленной теплопроводности для уменьшения общего размера и веса реактора.Показана возможность создания композиционных материалов с использованием струйных чернил.
Исследователи сосредоточились на выборе предшественников медных чернил и процедуре производства композитных тестовых продуктов для определения плотности материала, микротвердости, состава и температуропроводности.Два кандидата на чернила были выбраны на основе устойчивости к окислению, низкого содержания добавок или их отсутствия, совместимости с печатающими головками для струйной печати и минимального остатка после преобразования.
В первых чернилах CufAMP в качестве соли меди используется формиат меди (Cuf).Гексафторацетилацетонат винилтриметилмеди (II) (Cu(hfac)VTMS) является еще одним предшественником чернил.Был проведен пилотный эксперимент, чтобы выяснить, приводит ли сушка и термическое разложение чернил к большему загрязнению медью из-за переноса химических побочных продуктов по сравнению с традиционной сушкой и термическим разложением.
Используя оба метода, были изготовлены два микрокупона и сравнена их микроструктура, чтобы определить эффект метода переключения.При нагрузке 500 гс и времени выдержки 15 с измеряли микротвердость по Виккерсу (HV) в сечении зоны сплавления двух образцов.
Схема экспериментальной установки и повторяющиеся технологические этапы изготовления образцов композита 316L SS–Cu, изготовленных методом подогретого слоя.Изображение предоставлено: Мюррей, JW и др.Письма об аддитивном производстве.
Установлено, что теплопроводность композита на 187 % выше, чем у нержавеющей стали 316L, а микротвердость на 39 % ниже.Микроструктурные исследования показали, что уменьшение межфазного растрескивания может улучшить теплопроводность и механические свойства композитов.Для направленного теплового потока внутри теплообменника необходимо избирательно повышать теплопроводность нержавеющей стали 316L.Композит имеет эффективную теплопроводность 41,0 Вт/мК, что в 2,9 раза выше, чем у нержавеющей стали 316L, а твердость снижается на 39%.
По сравнению с кованой и отожженной нержавеющей сталью 316Л микротвердость образца в нагретом слое составила 123 ± 59 HV, что на 39 % ниже.Пористость конечного композита составила 12 %, что связано с наличием полостей и трещин на границе раздела фаз SS и Cu.
Для образцов после нагрева и слоя нагрева микротвердость сечений зоны сплавления определена как 110 ± 61 HV и 123 ± 59 HV соответственно, что на 45 % и 39 % ниже 200 HV для ковано-отожженных нержавеющая сталь 316L.Из-за большой разницы температур плавления Cu и нержавеющей стали 316L, около 315°C, в изготовленных композитах образовывались трещины в результате псевдоожиженного растрескивания, вызванного псевдоожижением Cu.
Изображение BSE (вверху слева) и карта элементов (Fe, Cu, O) после нагрева образца, полученная с помощью WDS-анализа.Изображение предоставлено: Мюррей, JW и др.Письма об аддитивном производстве.
В заключение, это исследование демонстрирует новый подход к созданию композитов 316L SS-Cu с лучшей теплопроводностью, чем 316L SS, с использованием напыляемых медных чернил.Композит изготавливается путем помещения чернил в перчаточный бокс и превращения их в медь, затем добавления порошка нержавеющей стали поверх него, затем смешивания и отверждения в лазерной сварке.
Предварительные результаты показывают, что чернила Cuf-AMP на основе метанола могут разлагаться до чистой меди без образования оксида меди в среде, аналогичной процессу LPBF.Метод подогрева слоя для нанесения и преобразования чернил создает микроструктуры с меньшим количеством пустот и примесей, чем традиционные процедуры последующего нагрева.
Авторы отмечают, что в будущих исследованиях будут изучены способы уменьшения размера зерна и улучшения плавления и смешивания фаз SS и Cu, а также механических свойств композитов.
Мюррей Дж.В., Спайдел А., Спирингс А. и др.Синтез композитов нержавеющая сталь-медь 316L методом лазерной плавки.Информационный бюллетень по аддитивному производству 100058 (2022 г.).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
Отказ от ответственности: Мнения, выраженные здесь, принадлежат автору в частном порядке и не обязательно отражают точку зрения AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, владельца и оператора этого веб-сайта.Этот отказ от ответственности является частью условий использования этого веб-сайта.
Сурбхи Джайн — независимый писатель-технолог, базирующийся в Дели, Индия.У нее есть докторская степень.Он получил докторскую степень по физике в Университете Дели и принимал участие в нескольких научных, культурных и спортивных мероприятиях.Ее академическое образование связано с исследованиями в области материаловедения со специализацией в разработке оптических устройств и датчиков.Она имеет обширный опыт в написании контента, редактировании, анализе экспериментальных данных и управлении проектами, а также опубликовала 7 исследовательских статей в журналах, индексируемых Scopus, и подала 2 индийских патента на основе своей исследовательской работы.Она увлечена чтением, письмом, исследованиями и технологиями, любит готовить, играть, заниматься садоводством и спортом.
Джайнизм, Сурбхи.(25 мая 2022 г.).Лазерная плавка позволяет производить армированные композиты из нержавеющей стали и меди.АЗ.Получено 25 декабря 2022 г. с https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Джайнизм, Сурбхи.«Лазерная плавка позволяет производить армированные композиты из нержавеющей стали и меди».АЗ.25 декабря 2022 г. .25 декабря 2022 г. .
Джайнизм, Сурбхи.«Лазерная плавка позволяет производить армированные композиты из нержавеющей стали и меди».АЗ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(По состоянию на 25 декабря 2022 г.).
Джайнизм, Сурбхи.2022. Производство армированных композитов нержавеющая сталь/медь методом лазерной плавки.AZoM, по состоянию на 25 декабря 2022 г., https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
В этом интервью AZoM беседует с Бо Престоном, основателем Rainscreen Consulting, о STRONGIRT, идеальной системе поддержки облицовки непрерывной изоляции (CI) и ее применениях.
AZoM поговорил с доктором Шэньлуном Чжао и доктором Бинвэй Чжан об их новом исследовании, направленном на создание высокопроизводительных натриево-серных батарей при комнатной температуре в качестве альтернативы литий-ионным батареям.
В новом интервью AZoM мы поговорим с Джеффом Шейнлайном из NIST в Боулдере, штат Колорадо, о его исследованиях формирования сверхпроводящих цепей с синаптическим поведением.Это исследование может изменить наш подход к искусственному интеллекту и вычислениям.
Prometheus от Admesy — это колориметр, идеально подходящий для всех типов точечных измерений на дисплеях.
В этом кратком описании продукта представлен обзор ZEISS Sigma FE-SEM для высококачественной визуализации и расширенной аналитической микроскопии.
SB254 обеспечивает высокопроизводительную электронно-лучевую литографию с экономичной скоростью.Он может работать с различными составными полупроводниковыми материалами.
Мировой рынок полупроводников вступил в захватывающий период.Спрос на чиповые технологии одновременно стимулировал и тормозил развитие отрасли, и ожидается, что нынешняя нехватка чипов сохранится в течение некоторого времени.Текущие тенденции, вероятно, будут определять будущее отрасли, поскольку она продолжается.
Основное различие между батареями на основе графена и твердотельными батареями заключается в составе электродов.Хотя катоды часто модифицируются, для изготовления анодов также можно использовать аллотропы углерода.
В последние годы Интернет вещей быстро внедряется практически во всех сферах, но особенно важен он в отрасли электромобилей.