Ka holomua o ka pauka alumina i nā mea paʻi 3D
Ke hele nei i loko o ka hale hana o ke Kulanui ʻo Northwestern Polytechnical, kahi mea hoʻōla kukuiMea paʻi 3D ke hū iki nei, a ke neʻe pololei nei ke kukuna laser i loko o ka slurry seramika. I kekahi mau hola ma hope mai, ua hōʻike piha ʻia kahi ʻiʻo seramika me kahi ʻano paʻakikī e like me ka maze - e hoʻohana ʻia ia e hoʻolei i nā lau turbine o nā mīkini mokulele. Ua kuhikuhi ʻo Polofesa Su Haijun, ka mea nāna e mālama i ka papahana, i ka ʻāpana palupalu a ʻōlelo ʻo ia: "ʻEkolu mau makahiki i hala aku nei, ʻaʻole mākou i ʻaʻa e noʻonoʻo e pili ana i ia ʻano pololei. Ua hūnā ʻia ka holomua nui i loko o kēia pauka alumina inexpicuous."
I ka wā ma mua, ua like nā keramika alumina me kahi "haumāna pilikia" ma ke kahua oPaʻi 3D– ikaika kiʻekiʻe, kūpaʻa wela kiʻekiʻe, insulation maikaʻi, akā i ka wā i paʻi ʻia ai, nui nā pilikia. Ma lalo o nā kaʻina hana kuʻuna, ʻaʻole maikaʻi ka wai o ka pauka alumina a pale pinepine i ke poʻo paʻi; hiki i ka nui o ka emi ʻana i ka wā o ka sintering ke kiʻekiʻe i ka 15%-20%, a ʻo nā ʻāpana i paʻi ʻia me ka hoʻoikaika nui e hoʻololi a haki i ka wā e puhi ʻia ai; nā hale paʻakikī? He mea hoʻohiwahiwa hou aku ia. Pilikia nā ʻenekinia: "Ua like kēia mea me kahi mea pena kiʻi paʻakikī, me nā manaʻo hihiu akā ʻaʻole lawa nā lima."
1. Ke ʻano Lūkini: Ke kau nei i ka "pale kila" ma luna o kaaluminimatrix
ʻO ke kiko huli mua mai ka hoʻololi ʻana i ka hoʻolālā mea. I ka makahiki 2020, ua hoʻolaha nā kānaka ʻepekema mea mai ke Kulanui ʻEpekema a me ka ʻenehana Lahui (NUST MISIS) o Rusia i kahi ʻenehana hoʻopilikia. Ma kahi o ka hoʻohuihui wale ʻana i ka pauka alumini oxide, ua hoʻokomo lākou i ka pauka alumini kiʻekiʻe i loko o kahi autoclave a hoʻohana i ka hydrothermal oxidation e "hoʻoulu" i kahi papa o ka ʻili alumini oxide me ka mānoanoa hiki ke hoʻomalu pono ʻia ma ka ʻili o kēlā me kēia ʻāpana alumini, e like me ke kau ʻana i kahi papa o ka pale nano-level ma ka pōpō alumini. Hōʻike kēia pauka "core-shell structure" i ka hana kupaianaha i ka wā o ka paʻi laser 3D (ʻenehana SLM): ʻoi aku ka paʻakikī o 40% ma mua o nā mea alumini maʻemaʻe, a ua hoʻomaikaʻi nui ʻia ke kūpaʻa o ka mahana kiʻekiʻe, e hoʻokō pololei ana i nā koi pae mokulele.
Ua hana ʻo Polofesa Alexander Gromov, ke alakaʻi o ka papahana, i kahi hoʻohālikelike maopopo: "I ka wā ma mua, ua like nā mea i hui ʻia me nā salakeke - ua mālama kēlā me kēia i kāna ʻoihana ponoʻī; ua like kā mākou pauka me nā sanwika - nahu ka alumini a me ka alumina kekahi i kekahi papa ma ka papa, a ʻaʻole hiki i kekahi ke hana me ka ʻole o kekahi." ʻO kēia hui ikaika e hiki ai i ka mea ke hōʻike i kona akamai i nā ʻāpana mīkini mokulele a me nā mōlina kino māmā loa, a hoʻomaka pū kekahi e hoʻokūkū i ka ʻāina o nā titanium alloys.
2. Naʻauao Kina: ke kilokilo o ke "hoʻonohonoho ʻana" i nā keramika
ʻO ke kumu ʻeha nui loa o ka paʻi ʻana i ka alumina ceramic ʻo ia ka sintering shrinkage - e noʻonoʻo ua kāwili pono ʻoe i kahi kiʻi lepo, a ua emi iho ia i ka nui o ka ʻuala i kona komo ʻana i loko o ka umu. ʻEhia ka nui o kona hiolo ʻana? I ka hoʻomaka ʻana o 2024, ua hoʻomaka ka ʻoihana i nā hopena i paʻi ʻia e ka hui a Polofesa Su Haijun ma ke Kulanui ʻo Northwestern Polytechnical ma ka Journal of Materials Science & Technology: ua loaʻa iā lākou kahi kumu alumina ceramic kokoke i ka zero-shrinkage me ka helu shrinkage o 0.3% wale nō.
ʻO ka mea huna ka hoʻohuipauka aluminii ka alumina a laila e pāʻani i kahi "kilokilo lewa" pololei.
E hoʻohui i ka pauka alumini: E kāwili i ka 15% o ka pauka alumini maikaʻi i loko o ka slurry seramika
E kāohi i ka lewa: E hoʻohana i ka pale kinoea argon i ka hoʻomaka ʻana o ka sintering e pale aku i ka pauka alumini mai ka oxidizing
Ke hoʻololi akamai: Ke piʻi ka mahana i 1400°C, e hoʻololi koke i ka lewa i ka ea
ʻOkika in-situ: Hoʻoheheʻe koke ka pauka alumini i loko o nā kulu a hoʻomake i ka alumini oxide, a hoʻopau ka hoʻonui ʻana o ka nui i ka ʻūlū
3. Ka hoʻololi ʻana o ka mea hoʻopaʻa: lilo ka pauka alumini i "pili ʻike ʻole ʻia"
ʻOiai ke hana nui nei nā hui Lūkini a me Kina i ka hoʻololi ʻana i ka pauka, ua oʻo mālie kekahi ala loea - me ka hoʻohana ʻana i ka pauka alumini ma ke ʻano he mea hoʻopaʻa.Paʻi 3DʻO ka hapa nui o nā mea hoʻopaʻa he mau resins organik, kahi e waiho ai i nā lua i ka wā e puhi ʻia ai i ka wā e hoʻohemo ai i ka momona. Lawe ka palapala sila 2023 o kahi hui kūloko i kahi ala ʻokoʻa: ka hana ʻana i ka pauka alumini i mea hoʻopaʻa wai47.
I ka wā o ka paʻi ʻana, pīpī pololei ka nozzle i ka "glue" e loaʻa ana he 50-70% pauka alumini ma luna o ka papa pauka alumini oxide. I ka hiki ʻana mai i ke kahua degreasing, huki ʻia ka vacuum a hoʻouna ʻia ka oxygen, a hoʻoheheʻe ʻia ka pauka alumini i alumini oxide ma 200-800°C. ʻO ke ʻano o ka hoʻonui ʻana o ka nui ma mua o 20% e hiki ai iā ia ke hoʻopiha ikaika i nā pores a hoʻemi i ka helu shrinkage i lalo o 5%. "Ua like ia me ka wehe ʻana i ka scaffolding a me ke kūkulu ʻana i kahi pā hou i ka manawa like, e hoʻopiha ana i kou mau lua ponoʻī!" wahi a kekahi ʻenekinia i kēia ʻano.
4. Ke akamai o nā ʻāpana: ka lanakila o ka pauka poepoe
ʻO ke "ʻano" o ka pauka alumina ua lilo koke i kī i nā holomua - pili kēia ʻano i ke ʻano o ka ʻāpana. Ua hoʻohālikelike ʻia kahi noiʻi ma ka puke pai "Open Ceramics" i ka makahiki 2024 i ka hana o nā pauka alumina poepoe a me nā pauka alumina ʻano ʻole i ka paʻi ʻana o ka fused deposition (CF³)5:
Pauka poepoe: kahe e like me ke one maikaʻi, ʻoi aku ka nui o ka hoʻopiha ʻana ma mua o 60%, a he laumania a siliki ka paʻi ʻana
Pauka maʻamau ʻole: paʻa e like me ke kōpaʻa nui, ʻo ka viscosity he 40 mau manawa kiʻekiʻe aʻe, a ua ālai ʻia ka nozzle e kānalua i ke ola
ʻOi aku ka maikaʻi, ʻoi aku ka nui o nā ʻāpana i paʻi ʻia e ka pauka poepoe ma mua o 89% ma hope o ka sintering, a kū pololei ka hoʻopau ʻana o ka ʻili i ke kūlana. "ʻO wai ka mea e hoʻohana mau nei i ka pauka "ʻino" i kēia manawa? ʻO ka wai ka pono o ke kaua!" Ua minoʻaka kekahi loea a hoʻopau iā ia5.
Wā e hiki mai ana: E noho pū ana nā hōkū a me nā kai me ka liʻiliʻi a me ka nani
ʻAʻole i pau ka hoʻololi kipi paʻi 3D o ka pauka alumina. Ua alakaʻi ka ʻoihana koa i ka hoʻopili ʻana i nā ʻiole shrinkage kokoke i ka zero e hana i nā pahi turbofan; ua makemake nui ke kahua biomedical i kona biocompatibility a hoʻomaka i ka paʻi ʻana i nā implants iwi i hana ʻia; ua kuhikuhi ka ʻoihana uila i nā substrates dissipation wela - ma hope o nā mea a pau, ʻaʻole hiki ke hoʻololi ʻia ka conductivity thermal a me ka conductivity non-electrical o alumina.