01
Ħarsa ġenerali tal-karta
Il-fabbrikazzjoni ta' ligi tal-aluminju ħfief u ta' saħħa-għoli permezz tal-Laser Powder Bed Fusion (LPBF) ilha tistrieħ ħafna fuq elementi ta' liga għaljin-bħal skandju u żirkonju-biex tinkiseb saħħa għolja; din id-dipendenza fixklet ħafna l-applikazzjoni industrijali mifruxa tagħhom. Għalkemm iż-żieda ta 'partikuli bi prezz baxx-(eż., TiB2, TiC) tista', sa ċertu punt, tirfina l-istrutturi tal-qamħ u ttejjeb is-saħħa, din l-istrateġija ta 'inkorporazzjoni ta' partiċelli eżoġeni ta 'spiss tiffaċċja sfidi bħal agglomerazzjoni ta' partikuli, dispersjoni mhux-uniformi, u twaħħil interfacial fqir, li jirriżulta fi proprjetajiet mekkaniċi inomoġeniċi mikrostrutturali kompromessi. Biex tiġi indirizzata din il-kwistjoni, l-istudju preżenti jipproponi strateġija innovattiva li tevita l-ħtieġa għal elementi għaljin. Billi użaw il-gradjenti tat-temperatura estrema u l-pressjonijiet ta' rekuil indotti bil-lejżer-inerenti għall-proċess LPBF, ir-riċerkaturi kisbu s-sintesi *in{-situ* ta' nanowhiskers MgAlB4 densi u mxerrda b'mod uniformi fi ħdan matriċi ta' liga tal-aluminju AA2024. Dan id-dokument għandu l-għan li jelimina xquq ta' solidifikazzjoni u porożità-biex jikseb densifikazzjoni kważi sħiħa-permezz tal-ġenerazzjoni *in-situ* ta' nanowhiskers ta'-dimensjoni waħda. Barra minn hekk, billi jikkapitalizza fuq il-proporzjon tal-aspett għoli u t-twaħħil interfacial qawwi ta 'dawn il-whiskers, l-istudju jfittex li jtejjeb b'mod sinifikanti kemm is-saħħa kif ukoll id-duttilità tal-liga, u b'hekk jinkiser il--waħda fit-tul tal-kummerċ-ostaklu bejn il-prestazzjoni u l-ispiża fil-qasam tal-manifattura tal-addittivi tal-liga tal-aluminju.
02
Ħarsa ġenerali tat-test sħiħ
Filwaqt li jindirizza difetti inerenti-bħal ħbub kolonni oħxon, qsim sħun qawwi, u porożità għolja-komunement li jiltaqgħu magħhom fil-ligi tal-aluminju kummerċjali ta' saħħa-għoli fabbrikati permezz tal-Laser Powder Bed Fusion (LPBF), dan l-istudju jipproponi passaġġ ġdid għas-sinteżi *in-alumini{3}}inforzjużi* ta' dawl qawwi. ligi. Bl-inkorporazzjoni ta' traċċi ta' trab tal-boron amorfu fi trab AA2024, u bl-ingranaġġ tar-rati ta' tkessiħ rapidu u pressjonijiet ta' tidwib għoli-pool recoil (sa 40 MPa) karatteristiċi tal-proċess LPBF, nanowhiskers MgAlB4-li jippossjedu dijametri u proporzjon ta' nm 5–15 li jaqbżu n. 20-ġew sintetizzati b'suċċess *in-situ* fi ħdan il-matriċi tal-aluminju. Filwaqt li jaġixxu bħala siti ta 'nukleazzjoni eteroġenja, dawn il-whiskers ta' dimensjoni waħda-imxerrda b'mod uniformi wasslu għal trasformazzjoni fil-morfoloġija tal-qamħ: minn ħbub kolonni oħxon għexieren ta 'mikrometri fil-wisa' għal ħbub ekwiassi ultrafini b'daqs medju ta 'madwar 1.3 sa 1.5 μm. Din it-trasformazzjoni eliminat kompletament ix-xquq tas-solidifikazzjoni, li rriżultat f'densità ta 'liga ta' 99.991%. Rigward il-mekkaniżmi mekkaniċi sottostanti, l-istruttura tan-netwerk kważi-kontinwa ffurmata mill-whiskers mhux biss iffaċilitat il-ħażna u l-proliferazzjoni ta' dislokazzjonijiet iżda ppermettiet ukoll li d-dislokazzjonijiet jaqbżu l-whiskers f'direzzjoni perpendikolari għall-assi tagħhom, u b'hekk effettivament itaffi l-konċentrazzjonijiet tal-istress. Riżultati sperimentali juru li l-liga tikseb saħħa tat-tensjoni aħħarija (UTS) ta 'madwar 610 MPa u elongazzjoni uniformi ta' 8.0%; barra minn hekk, juri proprjetajiet eċċezzjonali ta'-temperatura termomekkanika fil-medda ta' 150 grad sa 250 grad . Dan l-istudju joffri soluzzjoni promettenti u skalabbli għall-iżvilupp ta' ligi tal-aluminju ta'-spejjeż baxxi u ta' prestazzjoni għolja permezz tal-manifattura addittiva.
03
**Analiżi Viżwali**
Il-Figura 1 turi l-proċess ta 'fabbrikazzjoni tal-kompost MgAlB4w/AA2024 u l-karatterizzazzjoni preċiża tad-difetti interni tiegħu. L-istudju uża metodu ta 'dispersjoni mekkanika tridimensjonali biex jiksi b'mod uniformi trab tal-boron amorfu fuq il-wiċċ tal-partiċelli tat-trab AA2024 qabel l-istampar LPBF. Skans 3D komparattivi miksuba permezz ta 'Nano-CT jiżvelaw b'mod ċar li l-intern tal-liga AA2024 mhux ittrattata, LPBF-fabbrikata hija mifnija b'xquq makroskopiċi u pori kbar li jestendu tul id-direzzjoni tal-bini, li jirriżulta fi frazzjoni ta' volum ta 'difett għoli daqs 4.698%. B'kuntrast, wara s-sintesi *in-situ* tan-nanowhiskers MgAlB4, ix-xquq interni fi ħdan il-liga ġew eliminati kompletament; baqa' biss ammont negliġibbli ta' pori sferiċi minuti, u b'hekk kisbet densifikazzjoni kważi-sħiħa ta' 99.991%.
