研究目的
通过激光熔融技术在玻璃材料中添加Al2O3,开发适用于粉末床熔融(PBF)增材制造(AM)的复合材料,旨在利用PBF AM技术实现玻璃材料陶瓷三维结构的便捷制造。
研究成果
该研究成功采用PBF 3D打印技术制备了玻璃/Al2O3复合材料,样品密度达到理论密度的≥95%,且证实玻璃与结晶Al2O3之间无反应性。其中70:30重量比的玻璃:Al2O3复合体系展现出最优力学性能与密度,表明该方法在实际制造高密度玻璃/Al2O3基复合材料产品中具有应用可行性。
研究不足
该研究仅限于使用PBF增材制造技术制备玻璃/Al2O3复合材料,未探索其他陶瓷材料或增材制造方法。力学性能和密度仅针对特定混合比例进行评估。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过激光熔融技术在玻璃材料中添加Al2O3制备复合材料?;旌衔锞す夥招纬筛春咸搴?,再通过热处理提高烧结密度。
2:样品选择与数据来源:
将合成玻璃粉与商用Al2O3粉末及黑色颜料混合,球磨至均匀状态。
3:实验设备与材料清单:
包括用于辐照的光纤激光器、表面观测用的扫描电镜(SEM)、反应性分析用的X射线衍射仪(XRD)以及机械性能评估用的显微维氏硬度计。
4:实验流程与操作步骤:
对玻璃/Al2O3混合物进行激光辐照形成复合体后实施热处理,随后分析其性能。
5:数据分析方法:
采用阿基米德法测量密度,显微维氏硬度计评估硬度,XRD用于确认玻璃与Al2O3间的反应性。
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X-ray diffractometer
D2 PHASER
Bruker Corporation
To confirm the reactivity of the glass frit and Al2O3
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Differential thermal analyzer
DTA-50
Shimadzu
To measure the transition and softening points of the glass frit
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Particle size analyzer
Mastersizer 3000
Malvern
To measure the particle size distribution of the glass frit
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Scanning electron microscope
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To observe the melting state of the surface
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High-temperature microscope
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Pyrotech
To observe the process of glass softening at high temperatures
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Fiber laser
FLM-I/F
LPTech
To irradiate the glass-Al2O3 mixture samples
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MVK-H200
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