01
Papīra pārskats
Vieglu, -izturīgu alumīnija sakausējumu ražošana, izmantojot lāzera pulvera slāņa saplūšanu (LPBF), ilgu laiku ir lielā mērā balstīta uz dārgiem sakausējumiem,{1}}piemēram, skandijs un cirkonijs{2}}, lai panāktu augstu izturību; šī atkarība ir nopietni kavējusi to plašo rūpniecisko pielietojumu. Lai gan zemu izmaksu daļiņu (piem., TiB2, TiC) pievienošana zināmā mērā var uzlabot graudu struktūras un palielināt izturību, šī eksogēno daļiņu iekļaušanas stratēģija bieži saskaras ar tādām problēmām kā daļiņu aglomerācija, nevienmērīga dispersija un slikta saskarnes savienošana, kā rezultātā rodas mikrostrukturālas īpašības un neviendabīgums. Lai risinātu šo problēmu, šajā pētījumā ir ierosināta novatoriska stratēģija, kas novērš nepieciešamību pēc dārgiem elementiem. Izmantojot ekstremālos temperatūras gradientus un lāzera{11}}izraisīto atsitiena spiedienu, kas raksturīgs LPBF procesam, pētnieki panāca blīvu un vienmērīgi izkliedētu MgAlB4 nanoūsu sintēzi AA2024 alumīnija sakausējuma matricā. Šī raksta mērķis ir novērst sacietēšanas plaisas un porainību, -tādējādi panākot gandrīz pilnīgu sablīvēšanos-ar vienas-dimensijas nanoūsu *in-situ* paaudzi. Turklāt, izmantojot šo ūsu augsto malu attiecību un spēcīgo saskarnes savienojumu, pētījuma mērķis ir ievērojami uzlabot sakausējuma izturību un elastību, tādējādi pārvarot ilgstošo-tirdzniecības-barjeru starp veiktspēju un izmaksām alumīnija sakausējuma piedevu ražošanas jomā.
02
Pilns teksta pārskats
Pievēršoties raksturīgiem defektiem,{0}}tādiem kā rupji kolonnveida graudi, spēcīga karstā plaisāšana un augsta porainība,{1}}kas bieži sastopami komerciālos augstas -stiprības alumīnija sakausējumos, kas izgatavoti, izmantojot lāzera pulvera slāņa saplūšanu (LPBF), šajā pētījumā tiek piedāvāts jauns veids *in*} ūsas{4}}pastiprināti alumīnija sakausējumi. Iekļaujot AA2024 pulverī nelielu daudzumu amorfā bora pulvera un izmantojot LPBF procesam raksturīgo ātro dzesēšanas ātrumu un augsto kušanas{7} baseina atsitiena spiedienu (līdz 40 MPa), MgAlB4 nanoūsas{10}}ar diametru attiecību, kas pārsniedz tikai 5–1 m. 20-tika veiksmīgi sintezēti *in-situ* alumīnija matricā. Darbojoties kā neviendabīgas kodolu veidošanās vietas, šīs vienmērīgi izkliedētās viendimensijas ūsas izraisīja graudu morfoloģijas pārveidi: no rupjiem kolonnveida graudiem desmitiem mikrometru platumā līdz īpaši smalkiem, vienādiem graudiem, kuru vidējais izmērs ir aptuveni 1,3–1,5 μm. Šī transformācija pilnībā likvidēja sacietēšanas plaisas, kā rezultātā sakausējuma blīvums bija 99,991%. Attiecībā uz pamatā esošajiem mehāniskajiem mehānismiem kvazi{26}}nepārtrauktā tīkla struktūra, ko veidoja ūsas, ne tikai veicināja dislokāciju uzglabāšanu un izplatīšanos, bet arī ļāva dislokācijām apiet ūsas virzienā, kas ir perpendikulārs to asīm, tādējādi efektīvi mazinot sprieguma koncentrāciju. Eksperimentālie rezultāti parāda, ka sakausējums sasniedz maksimālo stiepes izturību (UTS) aptuveni 610 MPa un vienmērīgu pagarinājumu 8,0 %; turklāt tam piemīt izcilas augstas temperatūras termomehāniskās īpašības diapazonā no 150 grādi līdz 250 grādiem. Šis pētījums piedāvā daudzsološu un mērogojamu risinājumu zemu-izmaksu, augstas veiktspējas alumīnija sakausējumu izstrādei, izmantojot piedevu ražošanu.
03
**Vizuālā analīze**
1. attēlā parādīts MgAlB4w/AA2024 kompozīta izgatavošanas process un precīzs tā iekšējo defektu raksturojums. Pētījumā tika izmantota trīsdimensiju mehāniskās dispersijas metode, lai pirms LPBF drukāšanas vienmērīgi pārklātu amorfā bora pulveri uz AA2024 pulvera daļiņu virsmas. Salīdzinošie 3D skenējumi, kas iegūti, izmantojot Nano-CT, skaidri atklāj, ka neapstrādātā, LPBF-sagatavotā AA2024 sakausējuma iekšpusē ir makroskopiskas plaisas un lielas poras, kas stiepjas gar uzbūves virzienu, kā rezultātā defektu tilpuma daļa ir pat 4,698%. Turpretim pēc MgAlB4 nanoūsu *in situ* sintēzes sakausējuma iekšējās plaisas tika pilnībā novērstas; palika tikai niecīgs daudzums sīku sfērisku poru, tādējādi sasniedzot gandrīz -pilnu blīvumu 99,991%.
