研究目的
通过探索混合粉末与原位合金化技术，开发适用于电子束熔融（EBM）增材制造的新型材料，以获得具有更优或独特性能的类复合材料及合金材料，同时解决材料行为、设备优化及粉末供应方面的挑战。
研究成果
研究表明，在电子束熔融（EBM）工艺中使用混合粉末制备具有梯度微观结构的材料（如类复合材料外围与合金化核心）具有可行性，可使同一部件兼具延展性与硬度等特性。该方法为预合金粉末提供了经济高效的替代方案，并为增材制造中的材料设计开辟了新途径。未来研究应聚焦于优化工艺参数并拓展至其他材料体系。
研究不足
该研究的局限性在于需要针对不同粉末混合物及混合比例进一步优化工艺参数。挑战包括确保非球形或不规则粉末形成一致的粉末层，以及小批量测试的高成本和供应问题。该研究具有探索性，需开展更深入的研究以充分表征材料特性和可扩展性。
1：实验设计与方法选择：
本研究对ARCAM EBM A2设备进行改造以处理小批量粉末（100-200毫升），并测试混合粉末的原位合金化与复合材料形成效果。研究目的是克服粉末供应限制，通过电子束能量沉积控制探索新材料特性。
2：样品选择与数据来源：
手动摇晃混合15-20分钟来自不同供应商的粉末（包括钛基和铁基材料，如316L不锈钢、ASI 4140、Colferoloy 103）。选择标准侧重非标准粒径和形状的粉末，以测试改造系统的性能。
3：Colferoloy 103）。选择标准侧重非标准粒径和形状的粉末，以测试改造系统的性能。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：改造后的ARCAM EBM A2设备（含改良粉末分配器和耙料机构）、圆形起始板（直径82毫米）、铝型材制粉末容器、多种粉末混合物（如316L钢与其他合金组合）以及用于微观结构分析的腐蚀试剂（如Kroll试剂）。
4：实验流程与操作步骤：
使用改造设备进行粉末层沉积与熔融。通过调整电子束参数实现样品不同区域的合金化或复合材料形成。样品经构建、取出、抛光、腐蚀后，采用光学显微镜和配备EDS的SEM进行微观结构与成分分析。
5：数据分析方法：
通过光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）进行微观结构分析，结合能谱仪（EDS）进行成分分析，验证原位合金化与复合材料形成效果。
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ARCAM EBM A2
A2
Arcam EBM
Used as the primary additive manufacturing machine for electron beam melting experiments, modified to handle small powder batches and non-standard powders.
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Powder Dispenser
Modified component for feeding powder in the EBM machine, allowing use of powders with reduced flow ability.
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Raking Mechanism
Part of the powder deposition system, modified to form consistent layers of powder.
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Optical Microscope
Used for microstructural analysis of manufactured samples.
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Scanning Electron Microscope
Used for detailed microstructural and compositional analysis with EDS.
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Kroll's Reagent
Etching reagent used to prepare samples for microscopy by revealing microstructures.
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