研究目的
研究激光功率对增材制造Zr基合金（Zr59.3Cu28.8Al10.4Nb1.5，商品名AMZ4）性能的影响，重点考察孔隙率、裂纹形成、相组成及力学性能，以确定最佳工艺窗口。
研究成果
研究表明，选择性激光熔化（SLM）中的激光功率可有效影响AMZ4合金的致密度与微观结构——功率提升虽能降低孔隙率，但会导致非晶相晶化。氧气对相稳定起关键作用，通过调整工艺参数可实现理想的材料性能。
研究不足
该研究强调了氧在相稳定中的作用，指出减少氧污染对获得完全非晶态部件至关重要。选区激光熔化（SLM）所能实现的高冷却/加热速率对于加工玻璃形成合金非常关键。
1：实验设计与方法选择
本研究采用选择性激光熔化（SLM）技术，使用Zr59.3Cu28.8Al10.4Nb1.5（AMZ4）粉末制备圆柱形试样。通过调整激光功率参数，分析其对材料组织与性能的影响，重点考察相形成、孔隙率及力学特性。
2：试样选择与数据来源
采用气雾化法制备的AMZ4粉末，使用EOS M100 SLM系统进行试样制备，成型圆柱形试样用于分析。
3：实验设备与材料清单
EOS M100 SLM系统、X射线衍射仪（XRD，Cu-Kα辐射源，布鲁克D8）、扫描电镜（SEM，蔡司1550配Aztec能谱仪）、透射电镜（TEM，FEI Titan Themis 200）、差示扫描量热仪（DSC，耐驰DSC204F1）、纳米压痕仪（CSM公司超纳米硬度计）。
4：实验流程与操作步骤
通过调节激光功率（55W至105W）制备试样，分析其相组成、孔隙率及力学性能。采用重熔扫描策略确保材料致密无裂纹。
5：数据分析方法
XRD进行相分析，SEM和TEM观察微观组织与元素分布，DSC测试热学性能，纳米压痕仪测定力学性能。
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Zeiss 1550
SEM with Aztec EDS
Zeiss
Used for scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy to determine microstructure and elemental distribution.
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FEI Titan Themis 200
TEM
FEI
Used for transmission electron microscopy investigations of the as-processed samples.
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EOS M100
Direct Metal Laser Sintering (DMLS) system
EOS GmbH
Used for selective laser melting of the AMZ4 powder to fabricate cylindrical samples.
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Bruker D8
Advanced diffractometer
Bruker
Used for X-ray diffraction analysis to determine the presence of crystalline phases.
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NETZSCH DSC204F1
Differential scanning calorimeter
NETZSCH
Used for differential scanning calorimetry to evaluate thermal properties of the samples.
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CSM Instruments Ultra Nano Hardness Tester
UNHT
CSM Instruments
Used for nanoindentation to measure hardness and Young’s modulus of the samples.
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