Wij gebruiken cookies om uw ervaring te verbeteren.Als u doorgaat met surfen op deze site, gaat u akkoord met ons gebruik van cookies.Extra informatie.
In een recent artikel gepubliceerd in het tijdschrift Additive Manufacturing Letters bespreken onderzoekers het lasersmeltproces voor kopercomposieten op basis van 316L roestvrij staal.
Onderzoek: Synthese van 316L roestvrij staal-kopercomposieten door lasersmelten.Beeldcredits: pedaal op voorraad / Shutterstock.com
Hoewel de warmteoverdracht binnen een homogene vaste stof diffuus is, kan warmte zich door een vaste massa verplaatsen langs de weg van de minste weerstand.In metaalschuimradiatoren wordt aanbevolen om anisotropie van thermische geleidbaarheid en permeabiliteit te gebruiken om de warmteoverdrachtssnelheid te verhogen.
Bovendien wordt verwacht dat anisotrope thermische geleiding de parasitaire verliezen veroorzaakt door axiale geleiding in compacte warmtewisselaars zal helpen verminderen.Er zijn verschillende methoden gebruikt om de thermische geleidbaarheid van legeringen en metalen te veranderen.Geen van deze benaderingen is geschikt voor het opschalen van directionele regelstrategieën voor warmtestroom in metalen componenten.
Metaalmatrixcomposieten (MMC) worden geproduceerd uit kogelgemalen poeders met behulp van lasersmelt-in-poederbed-technologie (LPBF).Onlangs is een nieuwe hybride LPBF-methode voorgesteld om ODS 304 SS-legeringen te vervaardigen door yttriumoxidevoorlopers te doteren in een laag 304 SS-poeder voorafgaand aan laserverdichting met behulp van piëzo-elektrische inkjettechnologie.Het voordeel van deze aanpak is de mogelijkheid om de materiaaleigenschappen in verschillende delen van de poederlaag selectief aan te passen, waardoor u de materiaaleigenschappen binnen het werkvolume van het gereedschap kunt controleren.
Schematische weergave van de verwarmde bedmethode voor (a) naverhitting en (b) inktconversie.Afbeelding tegoed: Murray, JW et al.Brieven over additieve productie.
In deze studie gebruikten de auteurs Cu-inkjetinkt om een ​​lasersmeltmethode aan te tonen voor het produceren van metaalmatrixcomposieten met een betere thermische geleidbaarheid dan 316L roestvrij staal.Om een ​​hybride inkjet-poederbedfusiemethode te simuleren, werd een roestvrijstalen poederlaag gedoteerd met koperen precursorinkten en werd een nieuw reservoir gebruikt om het zuurstofniveau tijdens de laserbewerking te controleren.
Het team creëerde composieten van 316L roestvrij staal met koper met behulp van inkjetkoperinkt in een omgeving die een laserlegering in een poederbed simuleert.Voorbereiding van chemische reactoren met behulp van een nieuwe hybride inkjet- en LPBF-techniek die gebruik maakt van gerichte thermische geleiding om de totale omvang en het gewicht van de reactor te verminderen.De mogelijkheid om composietmaterialen te creëren met behulp van inkjetinkt wordt gedemonstreerd.
De onderzoekers concentreerden zich op de selectie van Cu-inktvoorlopers en de productieprocedure voor composiettestproducten om de materiaaldichtheid, microhardheid, samenstelling en thermische diffusiviteit te bepalen.Er werden twee kandidaat-inkten geselecteerd op basis van oxidatiestabiliteit, weinig of geen additieven, compatibiliteit met inkjetprintkoppen en minimale residu na conversie.
De eerste CufAMP-inkten gebruiken koperformiaat (Cuf) als koperzout.Vinyltrimethylkoper(II)hexafluoracetylacetonaat (Cu(hfac)VTMS) is een andere inktvoorloper.Er werd een proefexperiment uitgevoerd om te zien of het drogen en de thermische ontleding van de inkt resulteert in meer koperverontreiniging als gevolg van de overdracht van chemische bijproducten in vergelijking met conventioneel drogen en thermische ontleding.
Met behulp van beide methoden werden twee microcoupons gemaakt en hun microstructuur vergeleken om het effect van de overstapmethode te bepalen.Bij een belasting van 500 gf en een houdtijd van 15 s werd de Vickers-microhardheid (HV) gemeten in de dwarsdoorsnede van de smeltzone van twee monsters.
Schematische weergave van de experimentele opstelling en processtappen die worden herhaald voor het vervaardigen van 316L SS-Cu-composietmonsters vervaardigd met behulp van de verwarmde bedmethode.Afbeelding tegoed: Murray, JW et al.Brieven over additieve productie.
Er werd vastgesteld dat de thermische geleidbaarheid van het composiet 187% hoger is dan die van 316L roestvrij staal, en de microhardheid 39% lager.Microstructurele onderzoeken hebben aangetoond dat het verminderen van grensvlakscheuren de thermische geleidbaarheid en mechanische eigenschappen van composieten kan verbeteren.Voor gerichte warmtestroom binnen de warmtewisselaar is het noodzakelijk om de thermische geleidbaarheid van 316L roestvrij staal selectief te verhogen.Het composiet heeft een effectieve thermische geleidbaarheid van 41,0 W/mK, 2,9 keer die van 316L roestvrij staal, en een vermindering van de hardheid met 39%.
Vergeleken met gesmeed en uitgegloeid 316L roestvrij staal was de microhardheid van het monster in de verwarmde laag 123 ± 59 HV, wat 39% lager is.De porositeit van het uiteindelijke composiet was 12%, wat verband houdt met de aanwezigheid van holtes en scheuren op het grensvlak tussen de SS- en Cu-fasen.
Voor de monsters na verwarming en de verwarmingslaag werd de microhardheid van de dwarsdoorsneden van de smeltzone bepaald op respectievelijk 110 ± 61 HV en 123 ± 59 HV, wat 45% en 39% lager is dan 200 HV voor gesmeed-gegloeid staal. 316L roestvrij staal.Vanwege het grote verschil in de smelttemperatuur van Cu en 316L roestvrij staal, ongeveer 315°C, werden scheuren in de vervaardigde composieten gevormd als gevolg van fluïdisatiescheuren veroorzaakt door de fluïdisatie van Cu.
BSE-afbeelding (linksboven) en kaart van elementen (Fe, Cu, O) na monsterverwarming, verkregen door WDS-analyse.Afbeelding tegoed: Murray, JW et al.Brieven over additieve productie.
Concluderend demonstreert deze studie een nieuwe aanpak om 316L SS-Cu-composieten te creëren met een betere thermische geleidbaarheid dan 316L SS met behulp van gespoten koperinkt.Het composiet wordt gemaakt door inkt in een handschoenenkastje te doen en deze om te zetten in koper, er vervolgens roestvrij staalpoeder op toe te voegen en vervolgens te mengen en uit te harden in een laserlasapparaat.
Voorlopige resultaten tonen aan dat de op methanol gebaseerde Cuf-AMP-inkt kan worden afgebroken tot puur koper zonder koperoxide te vormen in een omgeving die vergelijkbaar is met het LPBF-proces.De verwarmde bedmethode voor het aanbrengen en omzetten van inkt creëert microstructuren met minder holtes en onzuiverheden dan conventionele naverwarmingsprocedures.
De auteurs merken op dat toekomstige studies manieren zullen onderzoeken om de korrelgrootte te verkleinen en het smelten en mengen van de SS- en Cu-fasen te verbeteren, evenals de mechanische eigenschappen van de composieten.
Murray JW, Speidel A., Spierings A. et al.Synthese van 316L roestvrij staal-kopercomposieten door lasersmelten.Informatieblad Additive Manufacturing 100058 (2022).https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000329
Disclaimer: De hier geuite meningen zijn die van de privé-auteur en weerspiegelen niet noodzakelijk de mening van AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, de eigenaar en exploitant van deze website.Deze disclaimer maakt deel uit van de gebruiksvoorwaarden van deze website.
Surbhi Jain is een freelance technologieschrijver gevestigd in Delhi, India.Ze heeft een Ph.D.Hij heeft een doctoraat in natuurkunde behaald aan de Universiteit van Delhi en heeft deelgenomen aan verschillende wetenschappelijke, culturele en sportieve activiteiten.Haar academische achtergrond ligt in materiaalwetenschappelijk onderzoek met een specialisatie in de ontwikkeling van optische apparaten en sensoren.Ze heeft uitgebreide ervaring met het schrijven, redigeren van inhoud, experimentele data-analyse en projectmanagement, en heeft zeven onderzoeksartikelen gepubliceerd in door Scopus geïndexeerde tijdschriften en twee Indiase patenten aangevraagd op basis van haar onderzoekswerk.Ze heeft een passie voor lezen, schrijven, onderzoek en technologie en houdt van koken, spelen, tuinieren en sporten.
Jaïnisme, Surbhi.(25 mei 2022).Lasersmelten maakt de productie van versterkte roestvrijstalen en kopercomposieten mogelijk.AZ.Opgehaald op 25 december 2022 van https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
Jaïnisme, Surbhi.“Lasersmelten maakt de productie van versterkte roestvrijstalen en kopercomposieten mogelijk.”AZ.25 december 2022 .25 december 2022 .
Jaïnisme, Surbhi.“Lasersmelten maakt de productie van versterkte roestvrijstalen en kopercomposieten mogelijk.”AZ.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.(Vanaf 25 december 2022).
Jaïnisme, Surbhi.2022. Productie van versterkte roestvrij staal/kopercomposieten door lasersmelten.AZoM, geraadpleegd op 25 december 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59155.
In dit interview praat AZoM met Bo Preston, oprichter van Rainscreen Consulting, over STRONGIRT, het ideale Continuous Insulation (CI) Cladding Support System en de toepassingen ervan.
AZoM sprak met Dr. Shenlong Zhao en Dr. Bingwei Zhang over hun nieuwe onderzoek gericht op het maken van hoogwaardige natrium-zwavelbatterijen bij kamertemperatuur als alternatief voor lithium-ionbatterijen.
In een nieuw interview met AZoM praten we met Jeff Scheinlein van NIST in Boulder, Colorado over zijn onderzoek naar de vorming van supergeleidende circuits met synaptisch gedrag.Dit onderzoek zou de manier kunnen veranderen waarop we kunstmatige intelligentie en computergebruik benaderen.
Prometheus van Admesy is een colorimeter die ideaal is voor alle soorten spotmetingen op displays.
Deze productbeschrijving biedt een overzicht van de ZEISS Sigma FE-SEM voor hoogwaardige beeldvorming en geavanceerde analytische microscopie.
De SB254 levert hoogwaardige elektronenbundellithografie met een economische snelheid.Het kan werken met verschillende samengestelde halfgeleidermaterialen.
De mondiale halfgeleidermarkt is een spannende periode ingegaan.De vraag naar chiptechnologie heeft de ontwikkeling van de industrie zowel gestimuleerd als vertraagd, en het huidige chiptekort zal naar verwachting nog enige tijd aanhouden.Naarmate deze ontwikkelingen zich voortzetten, zullen de huidige trends waarschijnlijk de toekomst van de sector bepalen
Het belangrijkste verschil tussen op grafeen gebaseerde batterijen en vastestofbatterijen is de samenstelling van de elektroden.Hoewel kathodes vaak worden gemodificeerd, kunnen allotropen van koolstof ook worden gebruikt om anoden te maken.
De afgelopen jaren is het Internet of Things op bijna alle gebieden snel geïmplementeerd, maar het is vooral belangrijk in de elektrische auto-industrie.