突破性进展：固态3D打印实现无需热处理的铝基纳米复合材料

发布时间：12-03 19:21

近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心联合中国科学技术大学研究团队，在固态增材制造领域取得重要进展。他们采用添加剂摩擦挤压沉积（AFED）技术，成功制备出无需后热处理的碳纳米管（CNT）增强铝基纳米复合材料。

该研究发表于Springer Nature，展示了AFED作为一种新型固态增材制造工艺，在制备高强铝基复合材料方面的潜力。

研究团队通过粉末冶金制备原料，将Al-6 wt.% Mg粉末与1 wt.%多壁碳纳米管混合，经球磨、压实和热挤压成坯料后，采用AFED工艺进行沉积。

所得CNT/Al6Mg纳米复合材料的屈服强度达到303 MPa，较AFED制备的5083铝合金提高了78%，创下基于摩擦搅拌增材制造的非热处理Al-Mg合金强度新纪录。

微观结构分析显示，AFED工艺实现了显著的晶粒细化，CNT/Al6Mg的平均晶粒尺寸为1.3 μm，比5083Al减小了66%。

高角度晶界比例达到94.3%，表明材料具有优异的微观结构稳定性。

透射电镜观察发现，碳纳米管被MgO、MgAl₂O₄和Al₄C₃纳米颗粒包围，形成颗粒聚集区。

这些纳米颗粒有效抑制晶粒生长并产生位错钉扎效应，从而显著提升材料强度。

该研究证实AFED工艺完全在固态下进行，避免了熔化和凝固缺陷，无需后续淬火或时效处理，可直接制备高性能零部件。

这项技术为航空航天和轻量化制造领域提供了新的材料解决方案，展现出固态增材制造在纳米复合材料加工方面的独特优势。

反对

加载更多

AM易道

读懂3D打印卓越与演变之道

TA的内容

大动作！五角大楼将采购超30万架‍‍此类无人机！3D打印相关案例大盘点

3D打印可变型自适应喷嘴，中空纤维一键造软体机器人

第五届陶瓷增材制造盛会：多材料集成与新型烧结技术引领创新