Vi bruger cookies til at forbedre din oplevelse.Ved at fortsætte med at browse på denne side accepterer du vores brug af cookies.Yderligere Information.
I en nylig artikel offentliggjort i tidsskriftet Additive Manufacturing Letters diskuterer forskere lasersmeltningsprocessen for kobberkompositter baseret på 316L rustfrit stål.
Forskning: Syntese af 316L rustfrit stål-kobber kompositter ved lasersmeltning.Billedkredit: Pedal på lager / Shutterstock.com
Selvom varmeoverførsel i et homogent fast stof er diffust, kan varme rejse gennem en fast masse langs vejen med mindst modstand.I metalskumradiatorer anbefales det at bruge anisotropi af termisk ledningsevne og permeabilitet for at øge varmeoverførselshastigheden.
Derudover forventes anisotrop termisk ledning at bidrage til at reducere parasitære tab forårsaget af aksial ledning i kompakte varmevekslere.Forskellige metoder er blevet brugt til at ændre den termiske ledningsevne af legeringer og metaller.Ingen af ​​disse tilgange er velegnede til at opskalere retningsbestemte kontrolstrategier for varmeflow i metalkomponenter.
Metal Matrix Composites (MMC) fremstilles af kugleformede pulvere ved hjælp af lasersmeltning i pulverbed (LPBF) teknologi.En ny hybrid LPBF-metode er for nylig blevet foreslået til fremstilling af ODS 304 SS-legeringer ved at dope yttriumoxidprækursorer i et lag af 304 SS-pulver før laserfortætning ved hjælp af piezoelektrisk inkjet-teknologi.Fordelen ved denne tilgang er evnen til selektivt at justere materialeegenskaberne i forskellige områder af pulverlaget, hvilket giver dig mulighed for at kontrollere materialeegenskaberne inden for værktøjets arbejdsvolumen.
Skematisk fremstilling af metoden med opvarmet leje til (a) efteropvarmning og (b) blækkonvertering.Billedkredit: Murray, JW et al.Breve om additiv fremstilling.
I denne undersøgelse brugte forfatterne Cu inkjet blæk til at demonstrere en lasersmeltemetode til fremstilling af metalmatrixkompositter med bedre termisk ledningsevne end 316L rustfrit stål.For at simulere en hybrid inkjet-pulverbed-fusionsmetode blev et pulverlag af rustfrit stål doteret med kobberprecursor-blæk, og et nyt reservoir blev brugt til at kontrollere iltniveauet under laserbehandling.
Holdet skabte kompositter af 316L rustfrit stål med kobber ved hjælp af inkjet kobberblæk i et miljø, der simulerer laserlegering i en pulverleje.Forberedelse af kemiske reaktorer ved hjælp af en ny hybrid inkjet- og LPBF-teknik, der udnytter retningsbestemt termisk ledning til at reducere reaktorens samlede størrelse og vægt.Muligheden for at skabe kompositmaterialer ved hjælp af inkjet blæk er demonstreret.
Forskerne fokuserede på udvælgelsen af ​​Cu-blækprecursorer og fremstillingsproceduren for komposittestprodukter for at bestemme materialedensitet, mikrohårdhed, sammensætning og termisk diffusivitet.To kandidatblæk blev udvalgt baseret på oxidationsstabilitet, lave eller ingen tilsætningsstoffer, kompatibilitet med inkjet-printhoveder og minimal rest efter konvertering.
De første CufAMP-blæk bruger kobberformiat (Cuf) som kobbersalt.Vinyltrimethylkobber(II)hexafluoracetylacetonat (Cu(hfac)VTMS) er en anden blækprecursor.Et pilotforsøg blev udført for at se, om tørring og termisk nedbrydning af blækket resulterer i mere kobberforurening på grund af overførsel af kemiske biprodukter sammenlignet med konventionel tørring og termisk nedbrydning.
Ved at bruge begge metoder blev der lavet to mikrokuponer og deres mikrostruktur sammenlignet for at bestemme effekten af ​​skiftemetoden.Ved en belastning på 500 gf og en holdetid på 15 s blev Vickers mikrohårdhed (HV) målt i tværsnittet af fusionszonen af ​​to prøver.
Skematisk af den eksperimentelle opsætning og procestrin, der gentages til fremstilling af 316L SS-Cu-kompositprøver fremstillet ved hjælp af opvarmet bed-metoden.Billedkredit: Murray, JW et al.Breve om additiv fremstilling.
Det blev konstateret, at den termiske ledningsevne af kompositten er 187% højere end for 316L rustfrit stål, og mikrohårdheden er 39% lavere.Mikrostrukturelle undersøgelser har vist, at reduktion af grænsefladerevner kan forbedre den termiske ledningsevne og mekaniske egenskaber af kompositter.For retningsbestemt varmestrøm inde i varmeveksleren er det nødvendigt selektivt at øge den termiske ledningsevne af 316L rustfrit stål.Kompositten har en effektiv varmeledningsevne på 41,0 W/mK, 2,9 gange den for 316L rustfrit stål, og en 39% reduktion i hårdhed.
Sammenlignet med smedet og udglødet 316L rustfrit stål var mikrohårdheden af ​​prøven i det opvarmede lag 123 ± 59 HV, hvilket er 39% lavere.Porøsiteten af ​​den endelige komposit var 12%, hvilket er forbundet med tilstedeværelsen af ​​hulrum og revner ved grænsefladen mellem SS- og Cu-faserne.
For prøverne efter opvarmning og varmelaget blev mikrohårdheden af ​​tværsnittene af fusionszonen bestemt til henholdsvis 110 ± 61 HV og 123 ± 59 HV, hvilket er 45 % og 39 % lavere end 200 HV for smedet udglødet 316L rustfrit stål.På grund af den store forskel i smeltetemperaturen for Cu og 316L rustfrit stål, omkring 315°C, blev der dannet revner i de fremstillede kompositter som et resultat af fluidiseringsrevner forårsaget af fluidiseringen af ​​Cu.
BSE-billede (øverst til venstre) og kort over elementer (Fe, Cu, O) efter prøveopvarmning, opnået ved WDS-analyse.Billedkredit: Murray, JW et al.Breve om additiv fremstilling.
Som konklusion demonstrerer denne undersøgelse en ny tilgang til at skabe 316L SS-Cu-kompositter med bedre termisk ledningsevne end 316L SS ved brug af sprøjtet kobberblæk.Kompositten fremstilles ved at putte blæk i et handskerum og omdanne det til kobber, derefter tilføje rustfrit stålpulver ovenpå det, derefter blande og hærde i en lasersvejser.
Foreløbige resultater viser, at det methanol-baserede Cuf-AMP-blæk kan nedbrydes til rent kobber uden at danne kobberoxid i et miljø, der ligner LPBF-processen.Metoden med opvarmet leje til påføring og konvertering af blæk skaber mikrostrukturer med færre hulrum og urenheder end konventionelle efteropvarmningsprocedurer.
Forfatterne bemærker, at fremtidige undersøgelser vil udforske måder at reducere kornstørrelsen og forbedre smeltningen og blandingen af ​​SS- og Cu-faserne samt de mekaniske egenskaber af kompositterne.
Murray JW, Speidel A., Spierings A. et al.Syntese af 316L rustfrit stål-kobber kompositter ved lasersmeltning.Additive Manufacturing Faktablad 100058 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
Ansvarsfraskrivelse: De synspunkter, der udtrykkes her, er forfatterens private og afspejler ikke nødvendigvis synspunkterne fra AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, ejeren og operatøren af ​​denne hjemmeside.Denne ansvarsfraskrivelse er en del af vilkårene for brug af denne hjemmeside.
Surbhi Jain er en freelance teknologiskribent baseret i Delhi, Indien.Hun har en ph.d.Han har en PhD i fysik fra University of Delhi og har deltaget i adskillige videnskabelige, kulturelle og sportslige aktiviteter.Hendes akademiske baggrund er inden for materialevidenskabelig forskning med speciale i udvikling af optiske enheder og sensorer.Hun har stor erfaring med indholdsskrivning, redigering, eksperimentel dataanalyse og projektledelse og har publiceret 7 forskningsartikler i Scopus indekserede tidsskrifter og indgivet 2 indiske patenter baseret på hendes forskningsarbejde.Hun brænder for læsning, skrivning, forskning og teknologi og nyder at lave mad, lege, havearbejde og sport.
Jainisme, Surbhi.(25. maj 2022).Lasersmeltning muliggør produktion af forstærket rustfrit stål og kobberkompositter.AZ.Hentet 25. december 2022 fra https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Jainisme, Surbhi."Lasersmeltning muliggør produktion af forstærket rustfrit stål og kobberkompositter."AZ.25. december 2022.25. december 2022.
Jainisme, Surbhi."Lasersmeltning muliggør produktion af forstærket rustfrit stål og kobberkompositter."AZ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(Pr. 25. december 2022).
Jainisme, Surbhi.2022. Fremstilling af armeret rustfrit stål/kobber kompositter ved lasersmeltning.AZoM, tilgået den 25. december 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
I dette interview taler AZoM med Bo Preston, grundlægger af Rainscreen Consulting, om STRONGIRT, det ideelle Continuous Insulation (CI) Cladding Support System og dets anvendelser.
AZoM talte med Dr. Shenlong Zhao og Dr. Bingwei Zhang om deres nye forskning, der sigter mod at lave højtydende natrium-svovl-batterier ved stuetemperatur som et alternativ til lithium-ion-batterier.
I et nyt interview med AZoM taler vi med NISTs Jeff Scheinlein i Boulder, Colorado om hans forskning i dannelsen af ​​superledende kredsløb med synaptisk adfærd.Denne forskning kan ændre den måde, vi nærmer os kunstig intelligens og computing på.
Prometheus fra Admesy er et kolorimeter ideelt til alle typer pletmålinger på displays.
Denne produktoversigt giver et overblik over ZEISS Sigma FE-SEM til billeddannelse af høj kvalitet og avanceret analytisk mikroskopi.
SB254 leverer højtydende elektronstrålelitografi ved en økonomisk hastighed.Det kan arbejde med forskellige sammensatte halvledermaterialer.
Det globale halvledermarked er gået ind i en spændende periode.Efterspørgsel efter chipteknologi har både ansporet og forsinket udviklingen af ​​industrien, og den nuværende chipmangel forventes at fortsætte i nogen tid.Nuværende tendenser vil sandsynligvis forme fremtiden for industrien, mens dette fortsætter
Den største forskel mellem grafen-baserede batterier og solid-state batterier er sammensætningen af ​​elektroderne.Selvom katoder ofte modificeres, kan allotroper af kulstof også bruges til at fremstille anoder.
I de senere år er Internet of Things blevet implementeret hurtigt på næsten alle områder, men det er især vigtigt i elbilindustrien.