納米碳添加劑可改善航空復合材料3D打印效果

來源： 科技日報

俄羅斯國立研究型技術大學科研人員在鋁粉中加入一種納米碳添加劑，改進了航空復合材料3D打印技術，使航空復合材料的硬度提高了1.5倍。相關研究成果近日發(fā)表在《復合材料通訊》雜志上。

目前，鋁3D打印的主要應用領域是為航空航天工業(yè)生產(chǎn)高科技零件。但3D打印中即使是最細微的缺陷也對產(chǎn)品的安全性構成影響，這種缺陷的主要風險是材料的高孔隙率，主要原因是原始鋁粉的質(zhì)量所致。為了確保3D打印產(chǎn)品的微觀結構均勻且致密，俄國立研究型技術大學的科研人員建議在鋁粉中添加碳納米纖維，這種改性添加劑的使用可以確保材料的低孔隙率，同時使其硬度提高1.5倍。

該項目的學術帶頭人、國立研究型技術大學科研人員亞歷山大·格羅莫夫教授稱：“可以通過向主基質(zhì)中引入其他成分來改變鋁粉的化學成分和相組成，從而改善用于3D打印的鋁粉的性能。特別是碳納米纖維具有高導熱性，有助于在產(chǎn)品合成過程中選擇激光熔化階段最小化打印層之間的溫度梯度，大大消除材料微觀結構的不均勻性�！�

亞歷山大·格羅莫夫表示，俄科研人員開發(fā)的碳納米纖維添加劑合成技術包括化學沉積、超聲波處理和紅外線熱處理等方法；所使用的碳納米纖維是加工石油天然氣的副產(chǎn)品。在催化分解過程中，碳以納米纖維的形式積聚在催化劑分散的金屬顆粒上。他還稱，通常對石油天然氣的副產(chǎn)品只是簡單燃燒，這對環(huán)境有害，因此，新方法的應用也具有很好的環(huán)保價值。

據(jù)悉，研究人員計劃進一步研究激光熔化新復合粉末的最佳條件，并開發(fā)用于合成產(chǎn)品的后處理和工業(yè)用途的技術。