納米碳添加劑可改善航空復(fù)合材料3D打印效果

來源： 科技日報

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

目前，鋁3D打印的主要應(yīng)用領(lǐng)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(xì)微的缺陷也對產(chǎn)品的安全性構(gòu)成影響，這種缺陷的主要風(fēng)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(jié)構(gòu)均勻且致密，俄國立研究型技術(shù)大學(xué)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(xué)術(shù)帶頭人、國立研究型技術(shù)大學(xué)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(xué)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(shù)包括化學(xué)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(yīng)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(fù)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(shù)。