研究目的
研究通过激光增材制造过程中纳米颗粒的掺入与分散来增强铝的机械性能和热稳定性。
研究成果
研究表明，通过激光增材制造AMNC粉末，可实现具有致密分散纳米颗粒的铝材料逐层沉积，在所有结构金属中展现出最高的比杨氏模量和最优的比屈服强度之一，并在400°C温度下相比其他铝基材料具有更优的热稳定性。这种纳米颗粒增强金属的激光3D打印技术路径可轻松推广至其他材料，实现广泛应用。
研究不足
该研究承认，在激光增材制造过程中实现高含量纳米颗粒的有效掺入与分散存在困难。当纳米颗粒负载量超过10体积%时，纳米复合材料熔体的高粘度以及熔盐对铝熔体的污染会引发严重问题。
1：实验设计与方法选择：
本研究涉及设计和制备适用于激光增材制造（LAM）实验的含表面包覆及内嵌纳米颗粒的铝粉。方法包括采用纳米复合粉末激光熔融技术逐层沉积纳米颗粒增强铝材料。
2：样品选择与数据来源：
系统制备了含致密TiC纳米颗粒的铝基纳米复合材料（AMNC）粉末。通过调节TiC纳米颗粒与液态铝的体积比，获得不同TiC负载量的AMNC粉末。
3：实验设备与材料清单：
LAM过程采用1070 nm光纤激光器。AMNC粉末使用NaCl和KCl盐粉、TiC纳米颗粒及Al微粒制备。采用UV3101PC分光光度计测量铝粉试样的反射率。
4：实验步骤与操作流程：
将AMNC粉末手动铺覆于预加工的Al 1100合金基板上。激光扫描图案在25°C或300°C温度下处理。重复层沉积过程以达到设计层厚。
5：数据分析方法：
采用微压缩试验评估激光沉积AMNC试样的力学性能。通过SEM和TEM表征微观结构。利用EBSD图谱测定晶粒尺寸。
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获取完整内容-
FIB
Nova 600
FEI
Used to reveal the distribution and dispersion of TiC nanoparticles in the AMNC powders.
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SEM
Supra 40VP
ZEISS
Used to study the surface and the inner microstructures of the spherical AMNC powders.
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fiber laser
SP-200C-W-S6-A-B
SPI Lasers
Used for laser additive manufacturing process.
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UV3101PC spectrophotometer
SHIMADZU Cop.
Used to measure the reflectivity of the aluminum powder specimens.
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MTS XP Nanoindenter
Used to conduct microcompression tests to study the mechanical properties of the laser-processed specimens.
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