鐳明激光助力西安理工大學(xué)在《JMST》發(fā)表突破性研究成果

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時(shí)間：2024-05-24

銅和銅合金具有高導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、抗腐蝕性和可加工性等物理性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、電氣等領(lǐng)域。近年來，金屬3D打印技術(shù)迅速發(fā)展，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)銅部件成形開辟了更多可能性，在散熱器與熱交換器、尾噴管、電機(jī)繞組等零部件制造方面具有巨大應(yīng)用潛力。

近期，西安理工大學(xué)馬文君博士采用鐳明激光LiM-X260系列設(shè)備進(jìn)行3D打印銅合金性能驗(yàn)證，并成功制備了具有多級結(jié)構(gòu)的Cu-Cr-Zr合金，擴(kuò)展了銅合金金屬3D打印材料的應(yīng)用前景，形成的研究成果“Strength-ductility synergy in a hierarchical Cu-Cr-Zr alloy processed via laser powder bed fusion”發(fā)表在國際材料領(lǐng)域頂刊“Journal of Materials Science & Technology（影響因子10.9）”上。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.12.042

金屬3D打印Cu-Cr-Zr合金在保持高導(dǎo)電性的同時(shí)，面臨強(qiáng)度-延展性平衡問題。研究人員通過同時(shí)增加Cr和Zr含量，制備了具有多級結(jié)構(gòu)的組織。時(shí)效處理后，多級結(jié)構(gòu)由宏觀尺度上的熔化軌跡，微觀尺度上的粗晶（31.9±0.1μm）和細(xì)晶（5.6±0.2μm）以及納米尺度上的高密度位錯和雙析出物組成。由多級結(jié)構(gòu)引起的異質(zhì)變形誘導(dǎo)應(yīng)力不僅導(dǎo)致屈服強(qiáng)度大幅增加，而且還提高了拉伸延展性。

EBSD results of the DAH-ed Cu-Cr-Zr alloy in the XOY plane. (a) Inverse pole figure map. (b, c) Grain size distribution in the FGs and CGs regions, respectively. (d)Geometrically necessary dislocations image.

TEM microstructure of the DAH-ed Cu-Cr-Zr alloy in the XOY plane. (a, b) Bright-field image. (c) Dark-field image. (d) HAADF-EDS analysis for Cu, Cr, and Zr. (e) Secondary nanoprecipitates size distribution histogram for (d). (f) HRTEM image. (g) FFT pattern corresponding to (f).

Tensile properties of the as-built and DAH-ed Cu-Cr-Zr alloys. Comparison is made with previous Cu-Cr-Zr alloys. (a) Engineering stress-engineering strain curves. (b) Strain hardening rate versus true strain curves. (c) The σ u versus εue of this work is in comparison with those of LPBF-ed and wrought Cu-Cr-Zr alloys [10,14–16,47–50].

鐳明激光為此次研究提供了設(shè)備支持，研究人員使用LiM-X260系列設(shè)備直接打印出具有多級結(jié)構(gòu)的Cu-Cr-Zr合金試樣，致密度可達(dá)99.7%，表現(xiàn)出優(yōu)異的強(qiáng)度和延展性（抗拉強(qiáng)度提高到626±1MPa，均勻延伸率為16.2%±1.1%），性能優(yōu)于傳統(tǒng)鍛造工藝及其他3D打印技術(shù)成形的Cu-Cr-Zr合金。

鐳明激光LiM-X260系列設(shè)備久經(jīng)考驗(yàn)，穩(wěn)定性高，能夠滿足教育科研用戶教學(xué)、研究需求，已在多所高校得到實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證。

目前，鐳明激光與多所高職院校、科研院所建立起深度合作關(guān)系，為用戶提供設(shè)備支持與技術(shù)協(xié)助。涵蓋新材料研發(fā)、新工藝研發(fā)、新裝備研發(fā)等；通過共同申報(bào)國家課題項(xiàng)目、共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室/雙創(chuàng)中心、人才聯(lián)合培養(yǎng)等合作方式，為行業(yè)輸送更多專業(yè)人才，推動行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

未來，鐳明激光將持續(xù)深耕教育科研領(lǐng)域，為更多高校、研究院所提供金屬3D打印整體解決方案，并在技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)、科研成果轉(zhuǎn)化方面持續(xù)合作，助力用戶不斷取得國際先進(jìn)研究成果，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

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