選択的レーザー溶融法と誘導溶融法で製造されたAlCoCrFeNi高エントロピー合金における元素偏析の比較分析

選択的レーザー溶融法と誘導溶融法で製造されたAlCoCrFeNi高エントロピー合金における元素偏析の比較分析
寄稿者: Li Qingyu、Li Dichen

2004年、台湾の学者である葉俊偉教授とそのチーム[1]は、高エントロピー合金(HEA)の概念を提唱しました。高エントロピー合金は、5 種類以上の元素を 5% ~ 35% の原子比で混合して形成される単純で無秩序な固溶体構造として定義され、性能面では熱力学的高エントロピー効果、構造格子歪み効果、運動ヒステリシス拡散効果、および「カクテル」効果を備えています。ここ数十年の合金理論における 3 つの大きな進歩の 1 つとして、従来の合金設計概念の転覆と独自の高エントロピー効果により、合金は耐高温性、高強度、高硬度、耐腐食性、耐放射線性などの優れた特性を備えるようになりました。既存の高エントロピー合金の成形方法は、主に誘導溶解プロセスによるインゴットの成形であり、合金自体の固有の特性の研究に重点を置いています。しかし、エンジニアリングのニーズに駆り立てられ、この新しい材料とレーザー積層造形成形法を組み合わせた研究は比較的まれです。

2019年にスウェーデンのウプサラ大学化学部のカールソン[2]は、選択的レーザー溶融と誘導溶融によってそれぞれAlCoCrFeNi高エントロピー合金を形成し、電子後方散乱回折(EBSD)によって2つの合金の粒径を評価しました。図1に示すように、選択的レーザー溶融中の急速な凝固速度により、粒径は一般に20μm未満であり、誘導溶融で形成された合金の粒径(> 300μm)よりもはるかに小さくなっています。誘導溶解高エントロピー合金では、デンドライトとデンドライト間領域の化学組成が明らかに異なり、FeCr に富む領域と NiAl に富む領域が存在するのに対し、選択的レーザー溶解合金の微細構造では、ナノスケールで特定の化学組成の変動のみが見られます。原子プローブ断層撮影法(APT)を使用して、誘導溶解によって形成された合金の微細領域をさらに検出しました。図2に示すように、誘導溶解によって形成された高エントロピー合金のミクロ偏析は、選択的レーザー溶解によるものよりも顕著であることがわかります。ホール・ペッチの原理によれば、同じ材料でも、粒径が小さく、ミクロ偏析が小さければ、その材料の機械的特性はより良くなります。この研究は、高エントロピー合金のレーザー積層造形に関する一定の理論的根拠を提供します。しかし、カールソン氏は、AlCoCrFeNi高エントロピー合金の選択的レーザー溶融中に一定量の亀裂が発生し、大型で複雑な高エントロピー合金部品のレーザー積層造形にも一定の困難が生じると指摘した。




図2 AlCoCrFeNi高エントロピー合金の電子後方散乱回折パターン 参考文献:
Yeh JW、Chen SK、Lin SJ、他「複数の主元素を含むナノ構造高エントロピー合金:新しい合金設計コンセプトと結果[J]」Advanced Engineering Materials、2004、6 (5): 299-303。
Karlsson, D.; Marshal, A.; Johansson, F.; Schuisky, M.; Sahlberg, M.; Schneider, JM; Jansson, U. AlCoCrFeNi高エントロピー合金における元素偏析 - 選択的レーザー溶融と誘導溶融の比較[J]。Journal of Alloys and Compounds、2019、784: 195-203。

寄稿者: Li Qingyu、Li Dichen 寄稿部署: 機械製造システム工学国家重点研究室

選択、レーザー、溶解、誘導、溶解

<<:  MakerBot は米国全土の 5,000 校以上の学校に導入され、学生たちの 3D プリントの夢を輝かせています。

>>:  3DプリントカーOlliが2.0アップグレード版を発売、部品を50%削減、労働時間を50%削減

推薦する

医療機器特許・科学研究成果変革研修交流会および第2回企業融資促進フォーラム開催のお知らせ

関連するすべてのユニット:医療機器技術の利用が拡大するにつれ、関連する知的財産権の保護と管理が特に重...

UnionTechは、南中国歯科展示会でデビューし、新しいデジタル歯科アプリケーションソリューションをリリースしました。

2022年3月2日、2022年華南国際歯科展示会が予定通り広州の中国輸出入商品交易会館で開催されま...

卵白がバイオインクになる? 3Dプリントされた足場の生物学の改善

出典: EFL Bio3Dプリンティングとバイオ製造3 次元マイクロ押し出しバイオプリンティングは、...

バイオファブリケーション: 高解像度の迅速な 3D ソフト構造を実現する液滴バイオプリンティング法

出典: EFL Bio3Dプリンティングとバイオ製造投影ベースのステレオリソグラフィープリンター技術...

Ender-5 S1レビュー: 高速で多用途な3Dプリンター

2023年7月19日、Antarctic Bearは、3dprintingindustryが最近、...

無料:5888元相当のMagics 27公式基礎トレーニングコース

5,888人民元の価値があるMagics 27基礎トレーニングコースが、Bilibiliにログイン...

宗桂生:未来の3Dプリントは今日の3Dプリントとは違う

2016年、3Dプリンティングは、複雑な形状の製造、デジタル部品在庫、オンデマンド製造、即時製造、...

1500万人の盲人にとって朗報:英国の科学者が人間の角膜を3Dプリント

南極熊が鮮明に覚えている事が一つあります。歌手の姚北娜さんが亡くなった後、彼女は角膜を寄付し、翌年、...

CeramTec 社の新世代 3D プリント セラミック サンプル コンテナが国際宇宙ステーションに送られます

2021年7月6日、南極熊は、著名なセラミックメーカーであるCeramTecが国際宇宙ステーション...

蛍光触覚センサー用のカーボンドット注入 3D プリント殺菌・抗酸化ハイドロゲル

ナノ粒子をマクロ材料に統合することは、材料科学とナノテクノロジーにおける重要な目標であり、個々のナノ...

3D プリントされたカスタマイズされた矯正インソールは、スキーやスケートにおいてどのような役割を果たすのでしょうか?

出典:Yisheng 2022年2月20日、第24回北京冬季オリンピックは、温かく盛大な閉会式をもっ...

呂炳衡院士:3Dプリントは経済的価値が高く、将来的には宇宙空間で印刷できる可能性がある

出典:DuChuang/深圳ビジネスデイリー主任記者 陳暁慧「これが当社のドローンのエンジンです。4...

BMW、新車生産用に6台のLaempe砂3Dプリンターを導入

2024年12月17日、アンタークティックベアは、レンペ・メスナー・シント社がドイツのランツフート...

ユーラシア経済フォーラム科学技術部門丨2017CAMEの6つのハイライトを発表

中国(西安)国際付加製造博覧会および技術サミットフォーラム9月27日〜29日西安、中国概要<b...