Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và y sinh học,Hợp kim titan TC4 được ưa chuộng nhờ tính chất cơ học tuyệt vời và khả năng tương thích sinh học. Tuy nhiên, các đặc tính của điểm nóng chảy cao, độ dẫn nhiệt thấp khiến việc chuẩn bị các cấu trúc phức tạp trở nên khó khăn cho quá trình xử lý truyền thống. Trong những năm gần đây, công nghệ Laser Powder Bed Melting (LPBF) đã mang lại bước đột phá cho việc tạo hình TC4, nhưng làm thế nào để điều chỉnh chính xác mật độ năng lượng để tối ưu hóa hiệu suất vật liệu vẫn là trọng tâm của ngành. Thẩm Dương CôngCông nghiệpđại họcTrương KhảiĐội ngũ giáo sư, ở đây.Journal of Manufacturing Processes (bằng tiếng Anh).modelMáy nhiễu xạ tia X (XRD) tiết lộ cơ chế ảnh hưởng mật độ năng lượng đến thành phần pha, cấu trúc vi mô và tính chất vĩ mô của hợp kim TC4, cung cấp một con đường kỹ thuật quan trọng để tối ưu hóa quy trình LPBF.

Máy nhiễu xạ tia X: Cấu trúc mở khóa và cấu trúc phát triển "Kính hiển vi"。ở Trong quá trình LPBF, mật độ năng lượng xác định sự thay đổi pha và tăng trưởng tinh thể của hợp kim TC4 bằng cách ảnh hưởng đến hành vi động và tốc độ làm mát của bể nóng chảy.Giáo sư Trương KhảiSử dụng Auron Sản phẩm AL-Y3500LoạiMáy nhiễu xạ tia X,Phân tích thành phần pha chính xác cao của các mẫu với mật độ năng lượng khác nhau, trở thành crack Công cụ cốt lõi của mối quan hệ "năng lượng - cấu trúc - hiệu suất". Một chuỗi nghiên cứu hoàn chỉnh về "mật độ năng lượng - thành phần pha - cấu trúc vi mô - hiệu suất vĩ mô" đã được xây dựng, thúc đẩy quá trình LPBF hợp kim TC4 từ "thử nghiệm và sai sót thực nghiệm" đến "thiết kế khoa học".

qua Phân tích XRD, kết hợp với mật độ tương đối, độ nhám bề mặt và các chỉ số khác, phân chia mật độ năng lượng thành các khu vực không nóng chảy, các khu vực hình cầu, các khu vực được hình thành tốt, các khu vực bắn tung tóe và các khu vực quá nóng chảy. Ví dụ, trong khu vực được hình thành tốt (55,56 J/mm³), XRD cho thấy nồng độ pha alpha/alpha'và sự phân bố hạt pha nano-beta đạt được sự cân bằng tối ưu, tương ứng với độ bền kéo 1087,5 MPa, độ giãn dài 13,73%, vượt xa tiêu chuẩn quốc gia, xác minh tính hợp lý của các thông số quy trình trong khu vực.

"Những tiến bộ trong thiết bị sản xuất trong nước đã hỗ trợ mạnh mẽ cho nghiên cứu khoa học", Zhang Kai nói.教授Biểu thị,“ViệtĐộ nhạy và độ ổn định cao của AL-Y3500 XRD cho phép chúng tôi nắm bắt những thay đổi tinh tế trong thành phần pha, điều này rất quan trọng để khám phá những thay đổi pha phức tạp trong sản xuất phụ gia. Nghiên cứu của nhóm không chỉ làm phong phú thêm hệ thống lý thuyết của công nghệ LPBF, mà còn thúc đẩy ứng dụng sâu của các thiết bị sản xuất trong nước trong nghiên cứu vật liệu.

Nghiên cứu khoa học không thể tách rời với sự hỗ trợ của dụng cụ tiên tiến, mà sự dung hợp sâu sắc của nghiên cứu sinh, đang đẩy nhanh tốc độ thúc đẩy "Dụng cụ Trung Quốc" hướng tới sân khấu thế giới. Trong tương lai, với sự phát triển liên tục của công nghệ sản xuất phụ gia,Giáo sư Trương KhảiNhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục các lĩnh vực điều chỉnh mật độ năng lượng sâu, thiết kế cấu trúc vi mô và các lĩnh vực khác để cung cấp nhiều hơn nữa cho việc chuẩn bị các vật liệu quan trọng trong hàng không vũ trụ, y sinh học và các lĩnh vực khác "Dự án Trung Quốc".