Adhartas ùr ann am pùdar alumina ann an stuthan clò-bhualaidh 3D
A’ coiseachd a-steach do obair-lann Oilthigh Poileateicnigeach an Iar-thuath, inneal-leigheas solaisClò-bhualadair 3D a’ dèanamh beagan fuaim, agus tha am beam laser a’ gluasad gu mionaideach anns an t-slam ceirmeag. Dìreach beagan uairean a thìde às deidh sin, tha cridhe ceirmeag le structar iom-fhillte coltach ri labirint air a thaisbeanadh gu h-iomlan - thèid a chleachdadh gus lannan roth-uidheam einnseanan itealain a thilgeil. Chomharraich an t-Ollamh Su Haijun, a tha os cionn a’ phròiseict, air a’ phàirt ghrinn agus thuirt e: “Trì bliadhna air ais, cha robh sinn eadhon a’ leigeil oirnn smaoineachadh air cho mionaideach. Tha am prìomh bhriseadh falaichte anns a’ phùdar alumina neo-shoilleir seo.”
Aon uair, bha ceirmeag alumina coltach ri “oileanach trioblaideach” ann an raonClò-bhualadh 3D– neart àrd, strì an aghaidh teòthachd àrd, deagh insulation, ach aon uair ‘s gun deach a chlò-bhualadh, bha tòrr dhuilgheadasan ann. Fo phròiseasan traidiseanta, chan eil leaghan math aig pùdar alumina agus gu tric bidh e a’ bacadh ceann a’ chlò-bhualaidh; faodaidh an ìre crìonadh rè sintering a bhith cho àrd ri 15% -20%, agus bidh na pàirtean a chaidh a chlò-bhualadh le oidhirp mhòr a’ deformachadh agus a’ sgàineadh cho luath ‘s a thèid an losgadh; structaran iom-fhillte? Tha e eadhon nas sòghaile. Tha innleadairean draghail: “Tha an rud seo coltach ri neach-ealain ceann-laidir, le beachdan fiadhaich ach gun làmhan gu leòr.”
1. Foirmle Ruiseanach: A’ cur “armachd ceirmeach” air analùmanummaitrís
Thàinig a’ chiad phuing tionndaidh bhon ar-a-mach ann an dealbhadh stuthan. Ann an 2020, dh’ainmich luchd-saidheans stuthan bho Oilthigh Nàiseanta Saidheans is Teicneòlais (NUST MISIS) na Ruis teicneòlas ùr-ghnàthach. An àite dìreach pùdar alùmanum ocsaid a mheasgachadh, chuir iad pùdar alùmanum àrd-ghlanachd ann an autoclave agus chleachd iad ocsaidachadh uisge-theirmeach gus sreath de fhilm alùmanum ocsaid le tiughas a ghabhas smachdachadh gu mionaideach a “fhàs” air uachdar gach gràin alùmanum, dìreach mar a bhith a’ cur sreath de armachd nano-ìre air a’ bhall alùmanum. Tha am pùdar “structar cridhe-shlige” seo a’ sealltainn coileanadh iongantach rè clò-bhualadh 3D leusair (teicneòlas SLM): tha an cruas 40% nas àirde na cruas stuthan alùmanum fìor-ghlan, agus tha an seasmhachd àrd-teòthachd air a leasachadh gu mòr, a’ coinneachadh gu dìreach ri riatanasan ìre itealain.
Rinn an t-Ollamh Alexander Gromov, stiùiriche a’ phròiseict, coimeas beòthail: “San àm a dh’fhalbh, bha stuthan co-dhèanta coltach ri sailéidean - bha gach fear os cionn a ghnothaichean fhèin; tha ar pùdar coltach ri ceapairean - bidh alùmanum agus alumina a’ bìdeadh a chèile sreath air shreath, agus chan urrainn dha gin dhiubh a dhèanamh às aonais an fhir eile.” Leigidh an ceangal làidir seo leis an stuth a chomas a nochdadh ann am pàirtean einnsean itealain agus frèamaichean bodhaig ultra-aotrom, agus eadhon a’ tòiseachadh a’ dùbhlan fearainn aloidhean titanium.
2. Gliocas Sìneach: draoidheachd “suidheachadh” ceirmeag
Is e crìonadh sintearachd am prìomh phian ann an clò-bhualadh ceirmeag alumina – smaoinich gun do ghlùin thu figear crèadha gu faiceallach, agus gun do chrìon e gu meud buntàta cho luath ‘s a chaidh e a-steach don àmhainn. Dè an ìre a bhiodh e a’ crìonadh? Tràth ann an 2024, chuir na toraidhean a dh’fhoillsich sgioba an t-Ollaimh Su Haijun aig Oilthigh Polytechnical Northwestern ann an Journal of Materials Science & Technology a’ ghnìomhachas air bhog: fhuair iad cridhe ceirmeag alumina cha mhòr gun chrìonadh le ìre crìonaidh de dìreach 0.3%.
Is e an dìomhaireachd a bhith a’ cur rispùdar alùmanaimgu alumina agus an uairsin cluich “draoidheachd àile” mionaideach.
Cuir pùdar alùmanaim ris: Measgaich 15% de phùdar alùmanaim mìn a-steach don t-slam ceirmeag
Smachd a chumail air an àile: Cleachd dìon gas argon aig toiseach an t-sintering gus casg a chuir air pùdar alùmanaim bho bhith a’ oxidachadh
Suidseadh glic: Nuair a dh’èireas an teòthachd gu 1400°C, tionndaidh an àile gu h-obann gu èadhar
Ocsaideachadh in-situ: Bidh pùdar alùmanaim a’ leaghadh sa bhad gu boinneagan agus ag ocsaidachadh gu alùmanum ocsaid, agus bidh leudachadh meud a’ cuir às do chrìonadh.
3. Ar-a-mach nan ceanglaichean: bidh pùdar alùmanaim a’ tionndadh gu bhith na “ghliù do-fhaicsinneach”
Ged a tha sgiobaidhean na Ruis agus na Sìona ag obair gu cruaidh air atharrachadh pùdar, tha slighe theicnigeach eile air a thighinn gu ìre gu sàmhach – a’ cleachdadh pùdar alùmanaim mar cheanglaiche.Clò-bhualadh 3D’S e roisinn organach a th’ anns a’ mhòr-chuid de na ceanglaichean, a dh’fhàgas cuasan nuair a loisgeas iad rè dì-gheireachadh. Tha peutant sgioba dachaigheil ann an 2023 a’ gabhail dòigh-obrach eadar-dhealaichte: a’ dèanamh pùdar alùmanaim na cheanglaiche stèidhichte air uisge47.
Rè clò-bhualaidh, bidh an t-sròin a’ frasadh “gliù” gu ceart anns a bheil 50-70% pùdar alùmanaim air an t-sreath pùdar alùmanaim ocsaid. Nuair a thig e chun ìre dì-gheireachaidh, thèid falamh a tharraing agus ocsaidean a thoirt troimhe, agus thèid am pùdar alùmanaim a ocsaideachadh gu alùmanaim ocsaid aig 200-800°C. Leigidh an leudachadh meud de chòrr air 20% leis na pores a lìonadh gu gnìomhach agus an ìre crìonadh a lughdachadh gu nas lugha na 5%. “Tha e co-ionann ri bhith a’ leagail an sgafaill agus a’ togail balla ùr aig an aon àm, a’ lìonadh do thuill fhèin!” mhìnich innleadair e san dòigh seo.
4. Ealain nam mìrean: buaidh pùdar cruinn
Tha “coltas” pùdar alumina air a bhith na phrìomh adhbhar airson adhartasan gun dùil – tha an coltas seo a’ toirt iomradh air cumadh nam mìrean. Rinn sgrùdadh san iris “Open Ceramics” ann an 2024 coimeas eadar coileanadh pùdar alumina cruinn agus neo-riaghailteach ann an clò-bhualadh tasgadh leaghte (CF³)5:
Pùdar cruinn: a’ sruthadh mar ghainmhich mhìn, tha an ìre lìonaidh nas àirde na 60%, agus tha an clò-bhualadh rèidh agus sìoda.
Pùdar neo-riaghailteach: steigte mar shiùcair garbh, tha an slaodachd 40 uair nas àirde, agus tha an t-sròin dùinte gus beatha a cheasnachadh
Nas fheàrr fhathast, tha dùmhlachd nam pàirtean air an clò-bhualadh le pùdar cruinn gu furasta nas àirde na 89% às deidh sintering, agus tha crìochnachadh an uachdair a’ coinneachadh ris an ìre gu dìreach. “Cò a bhios fhathast a’ cleachdadh pùdar “grànda” a-nis? Tha leachtachd na èifeachdas sabaid!” Rinn teicneòlaiche gàire agus cho-dhùin e5.
Àm ri Teachd: Bidh reultan agus cuantan a’ fuireach còmhla ri rudan beaga is brèagha
Tha ar-a-mach clò-bhualaidh 3D pùdar alumina fada bho bhith seachad. Tha gnìomhachas an airm air thoiseach ann a bhith a’ cleachdadh cridheachan le crìonadh faisg air neoni gus lannan turbofan a dhèanamh; tha raon bith-mheidigeach air aire a thoirt don bith-cho-fhreagarrachd aige agus air tòiseachadh air implantan cnàimh gnàthaichte a chlò-bhualadh; tha gnìomhachas an eileagtronaig air fòcas a chuir air fo-stratan sgaoilidh teas - às dèidh a h-uile càil, tha an giùlan teirmeach agus an giùlan neo-dhealain aig alumina do-sheachanta.