《Materials Today Advances》:Microstructural evolution of laser-processed CuZrTi alloy during liquid metal dealloying
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金属增材制造与液态金属脱合金化耦合制备新型分级材料,发现激光处理CuZrTi前驱体的元素偏析导致两阶段脱合金,第二阶段带状结构尺寸(约2.6μm)与成分异质性相关,且温度升高加速Cu溶解。研究揭示了异质性对LMD过程的影响及成分均质化挑战。
亚历山大·M·菲利莫诺夫(Aleksandr M. Filimonov)|彼得·加加雷拉(Piter Gargarella)|卢茨·梅德勒(Lutz M?dler)|伊利亚·V·奥库洛夫(Ilya V. Okulov)
不来梅大学生产工程学院,德国不来梅市巴德加施泰纳街1号(Badgasteiner Str. 1),邮编28359
摘要
在设计阶段对材料拓扑结构进行修改的可能性,使得金属增材制造(AM)成为与液态金属析出(LMD)结合以合成新型层次结构材料的一种有前景的方法。然而,通过增材制造制备的前驱体中存在的元素微观偏析会导致成分和相结构的非均匀性,这不可避免地会影响析出过程。在本研究中,作者首次探讨了AM-LMD工艺链,分析了通过粉末床熔融法制备的激光处理CuZrTi前驱体的微观结构演变、析出动力学以及形成的微结构特征。研究结果表明,激光处理材料的析出过程受到成分非均匀性的显著影响。系统分析显示,在析出过程的第二阶段,形成的微结构尺寸可达约2.6微米(μm),并且这种尺寸与激光处理前驱体内部的非均匀性存在相关性。研究发现析出过程表现为一个分阶段的(两步)非均匀反应过程:第二阶段的析出现象是由于第一阶段Cu在Mg通道中达到饱和所致,而这种饱和程度因不同的析出条件而异。对于相同的浸渍时间,第一阶段Cu在Mg中的平均溶解原子分数随温度升高而增加。本研究揭示了激光处理材料在液态金属析出过程中成分非均匀性的影响,指出了实现成分均匀性和相稳定性的新挑战。
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