选择性激光烧结成型材料研究现状及展望

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是增材制造技术的一个重要分支。选择性激光烧结所用原材料是决定SLS工艺成功与否的最基本因素,影响着成型件的致密度、气孔率、显微组织性能、尺寸精度及表面粗糙度等。原材料的开发是制约SLS技术发展的决定性因素。现在,国内外已成功研发出SLS原料主要有金属基粉末、陶瓷基粉末、高分子基粉末材料等。本文对几种主要的粉末材料进行比较和分析,阐述了成型材料的特点及国内外研究现状,并对SLS材料的发展前景进行展望。     

选择性激光烧结金属粉末技术的进展研究

介绍了在快速原型制造基础上的金属零件SLS技术方面的一些新的研究和应用成果,并指出了激光烧结金属件的最新发展趋势。     

选择性激光烧结技术的发展概况及展望

文章介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及国内外的发展状况.总结了选择性激光烧结技术的应用领域及存在的问题,最后对于选择性激光烧结技术发展前景作了展望.     

固态粉末的选择性激光烧结

本文阐述了固态粉末的选择性激光烧结的各种方法。讨论了激光器及其加工参数对固体粉末烧结的影响。     

间接选择性激光烧结与选择性激光熔化对比研究

采用选择性激光烧结（Selective laser sintering，SLS）和选择性激光熔化（Selective laser melting，SLM）工艺，分别进行了铁基合金粉末的快速成形试验，对比分析了SLS与SLM成形机理、相应的工艺参数以及它们对测试件成形过程、金相组织与力学性能的影响。结果表明：由于成形机理不同，相对于SLS技术，采用SLM能够制造高致密度、组织均匀、力学性能良好的金属零件，但容易出现翘曲变形、裂纹与球化现象。通过制定合适的材料与工艺参数能够避免上述缺陷。     

选择性激光烧结技术在医学上的应用

简述了选择性激光烧结技术(SLS)和熔化技术(SLM)的成型原理及其在生物医学领域的应用,重点介绍了SLS在医学模型、植入体和赝复体、组织工程支架及药物传送装置等方面的应用,并对SLS和SLM技术的研究与发展方向进行展望。     

选择性激光烧结成型工艺参数研究

研究了烧结温度、激光功率和扫描速度对选择性激光烧结成型件精度及力学性能的影响。结果表明:适当调整选择性激光烧结成型机的激光功率和扫描速度及烧结温度,能有效提高成型件的精度及抗拉强度,在激光功率为24 W、扫描速度为2 500 mm/s、烧结温度为80℃时,成型件的尺寸精度为100±0.1 mm,抗拉强度为1.96 MPa。     

反应烧结碳化硅陶瓷的高温氧化行为研究

研究了反应烧结碳化硅陶瓷在１３００℃空气中的高温氧化行为。结果表明：高温氧化过程中在试样表面出现的非晶态ＳｉＯ２晶化以及氧化膜起裂,使得该陶瓷氧化曲线遵循对数氧化规律。     

固态粉末的选择性激光烧结

本文阐述了固态粉末的选择激光烧结的各种方法，讨论了激光器及其加工参数对固体粉末烧结的影响。     

激光选择性烧结金属粉末快速成形的研究

描述了激光选择性烧结金属粉末快速成形设备的粉末供给和铺平压实系统及动作，探讨了烧结过程参数对烧结质量的影响，粘结剂含量、孔隙率和缺陷尺寸与烧结件压缩强度之间的关系，并指出影响激光选择性烧结的重要因素是烧结粉末的特性、激光参数的设置等。     

Fe含量对燃烧合成TiB2-Al2O3复相陶瓷组织与性能的影响

利用燃烧合成及机械加压法制备出TiB2-Al2O3复相陶瓷，研究了金属粘结相Fe对合成产物组织和性能的影响。结果表明，Fe的加入虽没有影响TiB2-Al2O3复相陶瓷的微观形貌，但明显提高了其致密度，当其含量为10％时，合成产物的致密度最高为98．4％；随着Fe含量的增加，TiB2-Al2O3复相陶瓷的硬度稍有下降。     

Selective laser sintering of polymer-coated Al2O3／ZrO2／TiC ceramic powder

A type of polymer-coated Al2O3/ZrO2/TiC ceramic powder was prepared. The laser sintering mechanism of polymer-coated Al2 O3/ZrO2/TiC powder was investigated by studying the dynamic laser sintering process.It is found that the mechanism is viscous flow when the sintering temperature is between 80 ℃ and 120 ℃, and it is melting/solidification when the temperature is above 120 ℃. The process parameters of selective laser sintering were optimized by using ortho-design method. The results show that the optimal parameters include laser power of 14 W,scanning velocity of 1 400 mm/s, preheating temperature of 50 ℃ and powder depth of 0.15 mm. A two-step posttreatment process is adopted to improve the mechanical properties of laser sintered part, which includes polymer debinding and high temperature sintering. After vacuum sintering for 2 h at 1 650 ℃, the bending strength and fracture toughness of Al2O3/ZrO2/TiC ceramic part reach 358 Mpa and 6.9 Mpa · m1/2 , respectively.     

YAG引入方式对碳化硅陶瓷烧结特性、力学性能及结构的影响

采用溶胶-凝胶法和机械共混法分别引入烧结助剂YAG(Y3Al5O12)和Al2O3 Y2O3制备复合粉体,经过无压液相烧结制备碳化硅陶瓷材料,分析了烧结助剂引入方式对碳化硅陶瓷烧结、性能及结构的影响机制.研究结果表明,在1 950℃烧结45 min时,机械共混法制备的复合粉体可以获得较好的烧结性能,陶瓷具有较好的力学性能和显微结构,而溶胶-凝胶法制备的复合粉体则存在过烧.经烧结工艺优化,溶胶-凝胶法制备的复合粉体在1 860℃烧结1 h后,陶瓷可以获得更优的烧结性能、力学性能及更理想的显微结构.复合粉体中YAG相的提前形成及均匀分布促进复合粉体的快速致密,降低烧结温度,改善陶瓷的力学性能及显微结构.细晶、裂纹偏转和晶粒桥联是碳化硅陶瓷的主要增韧机制.     

选择性激光烧结硅砂的实验研究

对间接选择性激光烧结硅砂进行了实验研究，通过对烧结后硅砂显微组织的观察，得出了硅砂烧结的机理。分析了激光功率、扫描速度、搭接量、光斑直径、粉末成分配比等工艺参数对烧结试样尺寸精度和烧结质量的影响，并得出了优化的工艺参数。烧结成形了一些砂模，经后处理后可用于铸造生产。     

复合尼龙粉末的选择性激光烧结成型技术

介绍了尼龙粉末材料的激光烧结成型技术研究现状,研制开发了一种适用于激光烧结快速成型的复合尼龙粉末材料(Composite-Nylon Powder-CNP1),并对其主要性能进行了测试;在优化的工艺实验条件下,制作了激光烧结成型尼龙件,进行了力学性能测试,其强度和韧性指标接近于国外同类产品水平,可以满足新产品原型快速开发的要求.     

燃烧合成TiB2-Al2O3陶瓷复合粉体及其表征

采用TiB2-Al2O3-Al还原体系，通过燃烧还原技术制备了TiB2-Al2O3陶瓷复合粉体。利用XRD，XPS和SEM技术对合成粉体的相组成、化学组成及宏观组织结构进行了分析。复合粉的显微结构由TEM和HREM进行表征。结果表明，用燃烧合成法在420℃～700℃之间可制得TiB2-Al2O3陶瓷复合粉体。该粉体仅由TiB2和Al2O3两相组成，颗粒分布较均匀。由于TiB2与Al2O3间形成了结合良好的界面，颗粒间彼此能有效地抑制晶粒长大，从而使TlB2-Al2O3陶瓷复合粉的粒径减小，颗粒平均粒度在3μm～5μm之间。     

Microwave permittivity of SiC-Al2O3 composite powder prepared by sol-gel and carbothermal reduction

SiC-Al2O3 composite powder was prepared by sol-gel and carbothermal reduction method. The powder synthesized was characterized by X-ray diffraction（XRD） and scanning electron microscopy（SEM） to confirm the phase formation, and the thermodynamic analysis was performed systematically. Moreover, the variation of its microwave permittivity with different atomic ratio of Al/Si was investigated in the frequency range of 8.2-12.4 GHz. The results show that, the powder obtained consists of spherical particles of 300-400 nm in diameter, which are composed of SiC and Al2O3 microcrystal with the grain size of approximately 45 nm. The results of XRD accord with those of the thermodynamic analysis. It is impossible for Al atoms to dissolve in the lattice of SiC during the carbothermal reduction process. Along with the increase of atomic ratio of Al/Si in the xerogel, the amount of Al2O3 in the powder synthesized increases, which reduces both ε＇, the real part of complex permittivity, and tg δ（ε＂/ε＇）, the dissipation factor, where ε＂ is the imaginary part of complex permittivity.     

SiC-Al2O3-SiO2复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能研究

目的提高C/C复合材料的抗氧化性能。方法采用大气等离子喷涂在C/C复合材料表面制备SiC-Al_2O_3-SiO_2(SAS)复合陶瓷涂层,并选用氧-乙炔在1500℃对涂层进行抗氧化烧蚀性能考核。利用XRD、SEM、EDS等检测分析手段,对团聚粉末和球化粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行检测。结果经过等离子球化处理后,三种粉体流动性为90 s/50 g左右,粉末松装密度为1 g/cm~3左右。与团聚的SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体相比,粉末流动性提升了20%左右,松装密度提高了20%,更加适宜等离子喷涂工艺。采用球化处理SiC-Al_2O_3-SiO_2粉体制备得到的涂层组织明显优于采用团聚粉体制备的涂层,涂层致密区域明显增大,内部缺陷数量和尺寸减少。在1500℃烧蚀600s后,SiC-36%Al_2O_3-4%SiO_2涂层具有最佳的抗烧蚀效果,涂层整体完整,质量烧蚀率为1.62×10~(-4) g/s。结论 SiC-Al_2O_3-SiO_2体系解决了等离子喷涂制备SiC涂层过程中沉积率低、SiC分解的问题。SiC-Al_2O_3_-SiO_2涂层具有良好的抗氧化烧蚀效果,烧蚀过程中SiO_2和Al_2O_3形成的莫来石相具有良好的高温稳定性、抗热震性以及较低的热膨胀率和氧扩散率,可以进一步提高涂层的抗氧化烧蚀效果。     

含Ce2O3渣系作用浓度的计算模型

为研究精炼渣中Ce2O3的加入对渣中Al2O3活度的影响,根据炉渣结构离子与分子共存理论和相关相图,建立1500℃下Ce2O3-Al2O3和CaO-Al2O3-Ce2O3渣系作用浓度的计算模型,考察Ce2O3对Al2O3作用浓度的影响。结果表明：对于Ce2O3-Al2O3渣系,当Ce2O3的摩尔分数在0.49左右时,Ce2O3·Al2O3的作用浓度达到最大值0.90,使得Al2O3和Ce2O3的作用浓度均达到较低水平;对于CaO-Al2O3-Ce2O3渣系,模型所计算的Al2O3作用浓度与实测Al2O3活度的变化趋势一致,即Ce2O3含量一定时,随着w(CaO)/w(Al2O3)的增加,Al2O3的作用浓度降低;保持w(CaO)/w(Al2O3)不变,随着Ce2O3含量的增加,Al2O3的作用浓度降低。同时,由计算结果绘出CaO和Ce2O3的等作用浓度线。总之,精炼渣中添加一定量的Ce2O3能够有效地降低Al2O3的作用浓度,这能提高精炼过程中高质量洁净钢中Al2O3的去除速率和精炼渣的精炼效率。