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上海工程技术大学在3D打印领域顶刊发表最新研究成果

时间:2021-10-09 14:59 来源:未知 作者:admin 阅读:
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       上海工程技术大学材料工程学院张效迅副教授指导研究生蒋举择研究利用石墨烯调控增材制造马氏体钢的微观组织和力学性能,大幅提升了15-5PH不锈钢的冲击韧性和延伸率,研究成果以“Novel phenomena of graphene secondary dispersion and phase transformation in selective laser melting of 15-5PH/graphene composites”为题发表在3D打印领域顶刊《Additive Manufacturing》上(系中科院SCI期刊工程技术大类一区Top期刊),最新影响因子为10.998。


石墨烯被誉为新材料之王,具有高强度、高韧性、高弹性模量和优异的光学、热学、电学性能,但石墨烯极易团聚,石墨烯与金属复合、在金属中均匀分散更是困难。在导师的指导下,蒋举择采用行星球磨法将石墨烯纳米片(GNPs)与15-5PH不锈钢粉末混合再进行选区激光熔化(SLM)金属3D打印,研究发现,除了球磨的一次分散,石墨烯在高温熔池内受Marangoni效应和汽化反冲压力的共同作用会发生新奇的二次分散现象,揭示了GNPs在高温熔池内的层间分离、层数减少、均匀分散的运动行为和微观组织演变机理,进而通过调节GNPs的含量可以调控15-5PH马氏体不锈钢的微观组织、相组成和力学性能。测试结果表明,相比于15-5PH不锈钢,石墨烯质量含量为0.2%的15-5PH/石墨烯复合材料的冲击韧性提升了97.3%;石墨烯质量含量为0.5%的15-5PH/石墨烯复合材料的延伸率增加了130.9%,摩擦系数降低了45.2%。

含0.5%石墨烯的15-5PH/石墨烯复合材料内GNPs的光学显微和拉曼光谱表征


3D打印是数据驱动的定制化智能制造技术,是多学科交叉的科技密集型绿色新行业,涉及材料创新、数据驱动、工艺智能、无损检测、按需定制等多个关键领域,具有重要的应用价值和发展前景。

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