俄羅斯研發(fā)高強(qiáng)度鋁復(fù)合材料，可用于3D打印輕型且耐用的汽車外殼

俄羅斯國立科技大學(xué)（NUST MISIS）的材料科學(xué)家展示了一項新技術(shù)，可利用新原料制造鋁基復(fù)合材料，此種原料是一種非常有前景的復(fù)合粉末，可用于3D打印飛機(jī)和汽車中使用的輕型、耐用外殼。與類似的原料相比，新方法讓3D打印制成的復(fù)合材料的性能均勻度和硬度提高了40%。

（圖片來源：俄羅斯國立科技大學(xué)）

鋁基復(fù)合材料是具有獨(dú)特優(yōu)勢的先進(jìn)材料，其優(yōu)勢包括重量輕、強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低以及優(yōu)異的耐磨性，可用于汽車、航空航天和國防業(yè)。

此種材料之所有具有以上的性能源于其化學(xué)成分以及一種特殊的生產(chǎn)方法——利用選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)進(jìn)行3D打印。結(jié)果，該款復(fù)合材料由被陶瓷添加劑硬化的球狀鋁顆�；蛲可弦粚友趸�鋁的球狀鋁顆粒構(gòu)成。

氧化鋁是改善鋁復(fù)合材料機(jī)械性能的最優(yōu)增強(qiáng)型（硬化）添加劑之一，特別是該研究的作者在實驗中證明，與不添加劑的鋁相比，氧化鋁可以將3D打印的復(fù)合材料的強(qiáng)度提高40%。因此，在高溫下，氧化鋁能夠讓該復(fù)合材料粉末具有更好的耐熱性能。與常見的陶瓷添加劑相比，氧化鋁還增加了粉末成分的穩(wěn)定性，使得該材料特別適用于飛機(jī)制造。

俄羅斯國立科技大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)了一種利用水熱法讓鋁氧化的新方法，以在鋁顆粒表面形成一定厚度的增強(qiáng)型（硬化）氧化膜。換句話說，在每個純鋁球狀顆粒表面，都形成了一個“包裝”，即具有一定厚度的氧化鋁層。就特性而言，此種鋁復(fù)合材料特別適用于先進(jìn)的增材制造（SLM技術(shù)）。

該項目負(fù)責(zé)人、國立科技大學(xué)教授Alexander Gromov表示：“該技術(shù)基于所謂的原位法，即在每個顆粒內(nèi)部打造一個復(fù)合結(jié)構(gòu)。原來的鋁粉末（純度為99.85%）被放入高壓釜中30分鐘，利用水熱法，部分被氧化，結(jié)果，在鋁粉末顆粒表面形成了氧化鋁含量為10%至20%的氧化層。最后，該粉末在150至600攝氏度模式下被加熱�！�

該方法的主要優(yōu)點是所獲得的粉末顆�；钚愿�，整體性能均勻，這也是用其他方法制備鋁基復(fù)合材料所無法達(dá)到的，特別是在熔融后的鋁中加入陶瓷填料的方法。目前，該團(tuán)隊已經(jīng)在增材制造法條件下測試所得到的復(fù)合材料。