Używamy plików cookie, aby poprawić Twoje doświadczenia.Kontynuując przeglądanie tej witryny, wyrażasz zgodę na używanie przez nas plików cookie.Dodatkowe informacje.
W niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Additive Manufacturing Letters badacze omawiają proces topienia laserowego kompozytów miedzianych na bazie stali nierdzewnej 316L.
Badania: Synteza kompozytów stal nierdzewna 316L z miedzią metodą stapiania laserowego.Źródło zdjęcia: Pedał w magazynie / Shutterstock.com
Chociaż przenoszenie ciepła w jednorodnym ciele stałym jest rozproszone, ciepło może przemieszczać się przez stałą masę wzdłuż ścieżki najmniejszego oporu.W grzejnikach z pianki metalowej zaleca się stosowanie anizotropii przewodności cieplnej i przepuszczalności w celu zwiększenia szybkości wymiany ciepła.
Ponadto oczekuje się, że anizotropowe przewodnictwo cieplne pomoże zmniejszyć straty pasożytnicze spowodowane przewodnictwem osiowym w kompaktowych wymiennikach ciepła.Stosowano różne metody zmiany przewodności cieplnej stopów i metali.Żadne z tych podejść nie jest odpowiednie do zwiększania skali strategii kontroli kierunkowej przepływu ciepła w elementach metalowych.
Kompozyty z osnową metaliczną (MMC) produkowane są z proszków mielonych kulowo przy użyciu technologii topienia laserowego w łożu proszkowym (LPBF).Niedawno zaproponowano nową hybrydową metodę LPBF do wytwarzania stopów ODS 304 SS poprzez domieszkowanie prekursorów tlenku itru w warstwie proszku 304 SS przed zagęszczeniem laserowym przy użyciu piezoelektrycznej technologii atramentowej.Zaletą tego podejścia jest możliwość selektywnego dostosowania właściwości materiału w różnych obszarach warstwy proszku, co pozwala kontrolować właściwości materiału w obrębie objętości roboczej narzędzia.
Schematyczne przedstawienie metody podgrzewanego złoża dla (a) ogrzewania końcowego i (b) konwersji atramentu.Źródło zdjęcia: Murray, JW i in.Listy na temat wytwarzania przyrostowego.
W tym badaniu autorzy wykorzystali atrament Cu do drukarek atramentowych, aby zademonstrować metodę topienia laserowego w celu wytworzenia kompozytów z osnową metalową o lepszej przewodności cieplnej niż stal nierdzewna 316L.Aby symulować hybrydową metodę stapiania złoża atramentowego i proszkowego, warstwę proszku ze stali nierdzewnej domieszkowano tuszami z prekursora miedzi i zastosowano nowy zbiornik do kontroli poziomu tlenu podczas obróbki laserowej.
Zespół stworzył kompozyty stali nierdzewnej 316L z miedzią przy użyciu atramentowego atramentu miedzianego w środowisku symulującym stop laserowy w złożu proszkowym.Przygotowanie reaktorów chemicznych przy użyciu nowej hybrydowej techniki druku atramentowego i LPBF, która wykorzystuje kierunkowe przewodnictwo cieplne w celu zmniejszenia całkowitego rozmiaru i masy reaktora.Pokazano możliwość tworzenia materiałów kompozytowych przy użyciu atramentu atramentowego.
Naukowcy skupili się na wyborze prekursorów tuszu Cu i procedurze wytwarzania kompozytowych produktów testowych w celu określenia gęstości materiału, mikrotwardości, składu i dyfuzyjności cieplnej.Wybrano dwa potencjalne atramenty w oparciu o stabilność utleniania, niską zawartość dodatków lub ich brak, zgodność z głowicami drukującymi do drukarek atramentowych oraz minimalną ilość pozostałości po konwersji.
Pierwsze atramenty CufAMP wykorzystują mrówczan miedzi (Cuf) jako sól miedzi.Heksafluoroacetyloacetonian winylotrimetylomiedzi (II) (Cu(hfac)VTMS) to kolejny prekursor atramentu.Przeprowadzono eksperyment pilotażowy, aby sprawdzić, czy suszenie i rozkład termiczny atramentu powodują większe zanieczyszczenie miedzią w wyniku przenoszenia chemicznych produktów ubocznych w porównaniu z konwencjonalnym suszeniem i rozkładem termicznym.
Obiema metodami wykonano dwa mikrokupony i porównano ich mikrostrukturę w celu określenia wpływu metody przełączania.Przy obciążeniu 500 gf i czasie wytrzymywania 15 s zmierzono mikrotwardość Vickersa (HV) w przekroju strefy stopienia dwóch próbek.
Schemat układu eksperymentalnego i etapów procesu powtórzonych w celu wytworzenia próbek kompozytu 316L SS – Cu wytworzonych metodą podgrzewanego złoża.Źródło zdjęcia: Murray, JW i in.Listy na temat wytwarzania przyrostowego.
Stwierdzono, że przewodność cieplna kompozytu jest o 187% większa niż stali nierdzewnej 316L, a mikrotwardość jest o 39% mniejsza.Badania mikrostrukturalne wykazały, że zmniejszenie pęknięć międzyfazowych może poprawić przewodność cieplną i właściwości mechaniczne kompozytów.Aby uzyskać kierunkowy przepływ ciepła wewnątrz wymiennika ciepła, konieczne jest selektywne zwiększenie przewodności cieplnej stali nierdzewnej 316L.Kompozyt ma efektywną przewodność cieplną 41,0 W/mK, 2,9 razy większą niż stal nierdzewna 316L i 39% redukcję twardości.
W porównaniu do kutej i wyżarzonej stali nierdzewnej 316L mikrotwardość próbki w warstwie nagrzanej wyniosła 123 ± 59 HV, czyli była o 39% niższa.Porowatość końcowego kompozytu wyniosła 12%, co jest związane z obecnością ubytków i pęknięć na granicy faz SS i Cu.
Dla próbek po nagrzaniu i warstwy grzewczej określono mikrotwardość przekrojów strefy wtopienia odpowiednio 110 ± 61 HV i 123 ± 59 HV, czyli o 45% i 39% mniej niż 200 HV dla próbek kuto-wyżarzanych Stal nierdzewna 316L.Ze względu na dużą różnicę temperatur topnienia Cu i stali nierdzewnej 316L, wynoszącą około 315°C, w wytworzonych kompozytach powstały pęknięcia w wyniku pękania fluidyzacyjnego spowodowanego fluidyzacją Cu.
Obraz BSE (lewy górny róg) i mapa pierwiastków (Fe, Cu, O) po ogrzaniu próbki, uzyskana metodą analizy WDS.Źródło zdjęcia: Murray, JW i in.Listy na temat wytwarzania przyrostowego.
Podsumowując, badanie to demonstruje nowe podejście do tworzenia kompozytów 316L SS-Cu o lepszej przewodności cieplnej niż 316L SS przy użyciu natryskiwanego atramentu miedzianego.Kompozyt wytwarza się poprzez umieszczenie atramentu w komorze rękawicowej i przekształcenie go w miedź, następnie dodanie na wierzch proszku ze stali nierdzewnej, a następnie wymieszanie i utwardzanie w spawarce laserowej.
Wstępne wyniki pokazują, że atrament Cuf-AMP na bazie metanolu może ulegać rozkładowi do czystej miedzi bez tworzenia tlenku miedzi w środowisku podobnym do procesu LPBF.Metoda podgrzewanego złoża do nakładania i przekształcania atramentu tworzy mikrostruktury z mniejszą liczbą pustych przestrzeni i zanieczyszczeń niż konwencjonalne procedury podgrzewania końcowego.
Autorzy zauważają, że przyszłe badania będą dotyczyły sposobów zmniejszenia wielkości ziaren oraz poprawy topienia i mieszania faz SS i Cu, a także właściwości mechanicznych kompozytów.
Murray JW, Speidel A., Spierings A. i in.Synteza kompozytów stal nierdzewna 316L z miedzią metodą stapiania laserowego.Arkusz informacyjny dotyczący wytwarzania przyrostowego 100058 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
Zastrzeżenie: Poglądy wyrażone tutaj są prywatnymi poglądami autora i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, właściciela i operatora tej witryny.Niniejsze zastrzeżenie stanowi część warunków korzystania z tej witryny.
Surbhi Jain jest niezależnym pisarzem technologicznym mieszkającym w Delhi w Indiach.Ma stopień doktora.Uzyskał stopień doktora fizyki na Uniwersytecie w Delhi i brał udział w szeregu działań naukowych, kulturalnych i sportowych.Jej wykształcenie akademickie obejmuje badania z zakresu inżynierii materiałowej, ze specjalizacją w rozwoju urządzeń i czujników optycznych.Ma rozległe doświadczenie w pisaniu treści, redagowaniu, analizie danych eksperymentalnych i zarządzaniu projektami, opublikowała 7 artykułów naukowych w czasopismach indeksowanych przez Scopus i złożyła 2 indyjskie patenty na podstawie swojej pracy badawczej.Jej pasją jest czytanie, pisanie, badania i technologia. Lubi gotować, bawić się, pracować w ogrodzie i uprawiać sport.
Dżinizm, Surbhi.(25 maja 2022 r.).Topienie laserowe pozwala na produkcję wzmocnionych kompozytów ze stali nierdzewnej i miedzi.AZ.Pobrano 25 grudnia 2022 r. z https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Dżinizm, Surbhi.„Stapianie laserowe umożliwia produkcję wzmocnionych kompozytów ze stali nierdzewnej i miedzi.”AZ.25 grudnia 2022 r.25 grudnia 2022 r.
Dżinizm, Surbhi.„Stapianie laserowe umożliwia produkcję wzmocnionych kompozytów ze stali nierdzewnej i miedzi.”AZ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(Stan na 25 grudnia 2022 r.).
Dżinizm, Surbhi.2022. Produkcja wzmocnionych kompozytów stal nierdzewna/miedź metodą topienia laserowego.AZoM, dostęp 25 grudnia 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
W tym wywiadzie AZoM rozmawia z Bo Prestonem, założycielem Rainscreen Consulting, o STRONGIRT, idealnym systemie wsparcia okładzin z ciągłą izolacją (CI) i jego zastosowaniach.
AZoM rozmawiał z dr Shenlongiem Zhao i dr Bingwei Zhangiem na temat ich nowych badań mających na celu wytworzenie w temperaturze pokojowej wysokowydajnych akumulatorów sodowo-siarkowych jako alternatywy dla akumulatorów litowo-jonowych.
W nowym wywiadzie dla AZoM rozmawiamy z Jeffem Scheinleinem z NIST w Boulder w Kolorado o jego badaniach nad powstawaniem obwodów nadprzewodzących o zachowaniu synaptycznym.Badania te mogą zmienić sposób, w jaki podchodzimy do sztucznej inteligencji i informatyki.
Prometheus firmy Admesy to kolorymetr idealny do wszelkiego rodzaju pomiarów punktowych na wyświetlaczach.
Niniejsza informacja o produkcie zawiera przegląd ZEISS Sigma FE-SEM do obrazowania wysokiej jakości i zaawansowanej mikroskopii analitycznej.
SB254 zapewnia wysoką wydajność litografii wiązką elektronów przy ekonomicznej prędkości.Może pracować z różnymi złożonymi materiałami półprzewodnikowymi.
Światowy rynek półprzewodników wkroczył w ekscytujący okres.Zapotrzebowanie na technologię chipów zarówno przyspieszyło, jak i opóźniło rozwój branży, a obecny niedobór chipów będzie się utrzymywał przez jakiś czas.Obecne trendy prawdopodobnie będą kształtować przyszłość branży
Główną różnicą między akumulatorami grafenowymi a akumulatorami półprzewodnikowymi jest skład elektrod.Chociaż katody są często modyfikowane, do produkcji anod można również użyć alotropów węgla.
W ostatnich latach Internet Rzeczy został szybko wdrożony niemal we wszystkich obszarach, jednak jest on szczególnie ważny w branży pojazdów elektrycznych.