中国科学院重慶グリーン・インテリジェント技術研究所のチームは、ナノ複合材料の付加製造のための新しい戦略を提案した。

中国科学院重慶グリーン・インテリジェント技術研究所のチームは、ナノ複合材料の付加製造のための新しい戦略を提案した。
出典:中国科学院重慶グリーン・インテリジェント技術研究所

重慶研究院の3Dプリント技術研究チームは、ナノ複合材料のレーザーインサイチュー積層造形に関する新たな戦略を提案しました。この戦略は、既存のプロセスを使用したナノ複合材料の製造における、ナノ相の凝集が容易であること、界面結合が弱いこと、全体的な性能が低いことなどの問題を効果的に解決できます。関連する研究は、「Scripta Materialia」、「Materials Science and Engineering A」、「Materials & Design」などの国際的に有名なジャーナルに掲載されています。その中で、「気液反応レーザー粉末床溶融結合法で製造したTiC/Ti6Al4Vナノ複合材料の微細構造と機械的特性」と題する研究論文が、世界的に有名な科学技術メディア組織であるAdvances in Engineering(AIE)の重要科学論文に選ばれ、特別レポートで取り上げられました(AIEは毎週、世界中で発表された論文の中から20件程度のみを厳選して取り上げています)。

△TiC/Ti6Al4V複合材料のEDSとTEM分析。新しい戦略は、レーザー積層造形プロセス中に反応性ガスを導入して金属溶融物とインサイチュで反応させてナノ強化相を生成し、溶融池の運動特性を利用して金属マトリックスと均一に複合し、強化相の分布が均一で、界面結合が良好で、層ごとに総合性能に優れたナノ相強化金属マトリックス複合材料を製造することです。同時に、複雑な統合構造をニアネットシェイプに形成できます。特に、ナノ相強化金属マトリックス複合材料は、強度と塑性(靭性)が同時に大幅に向上し、従来の金属材料では強度と塑性の両立が難しいというジレンマを打破しました。たとえば、TiC/Ti6Al4V ナノ複合材料の極限圧縮強度は 27.4% 増加し、可塑性は 54.1% 増加しました。この新しい戦略は、材料表面の硬化と強化、内部浸炭/窒化、高強度・高靭性構造部品、軽量・高強度構造部品、機能性傾斜材料の分野で幅広い応用の見通しを持っています。

△異なるCH4濃度の雰囲気で製造されたTiC/Ti6Al4V複合材料の硬度と圧縮特性 上記の研究は、中国国家自然科学基金、重慶自然科学基金、および中国科学院の「西洋若手学者」プロジェクトによって資金提供されました。


ナノ材料、複合材料

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