Alexander Gromov, jefe del proyecto, profesor en NUST MISIS. Crédito:Sergey Gnuskov / NUST MISIS
Los científicos de materiales de NUST MISIS han presentado una nueva tecnología para producir compuestos de matriz de aluminio a partir de nuevas materias primas:polvos compuestos prometedores para la impresión 3D de luz, estuches duraderos para ingeniería aeronáutica y automotriz. El nuevo método aumenta la uniformidad de las propiedades y la dureza de los composites impresos en 3D obtenidos en un 40% en comparación con los análogos. Los resultados se han publicado en el Revista de aleaciones y compuestos .
Los compuestos de matriz de aluminio son un grupo de materiales avanzados con una serie de ventajas únicas:son ligeros, tener alta resistencia, bajo coeficiente de dilatación térmica y excelente resistencia al desgaste. Estos materiales se pueden utilizar en la automoción, industrias aeroespacial y de defensa.
El material tiene tales propiedades debido a su composición química y un método especial de producción:impresión 3-D con tecnología de fusión selectiva por láser (SLM). Como resultado, el compuesto está formado por partículas esféricas de aluminio endurecidas con aditivos cerámicos o recubiertas con una capa de óxido de aluminio.
La alúmina es uno de los aditivos de refuerzo (endurecimiento) más óptimos para mejorar las propiedades mecánicas de los compuestos de aluminio. En particular, Los autores del estudio demostraron experimentalmente un aumento de la resistencia del material compuesto impreso por óxido de aluminio en un 40% en comparación con el aluminio sin aditivos. Por lo tanto, la alúmina proporciona una mayor resistencia al calor del polvo compuesto a temperaturas elevadas. También aumenta la estabilidad de la composición del polvo en comparación con los aditivos cerámicos más comunes, lo que hace que el material sea especialmente útil para la construcción de aviones.
Los científicos de NUST MISIS han desarrollado un nuevo método de oxidación hidrotermal del aluminio para crear una película de óxido de refuerzo (endurecimiento) de cierto espesor en la superficie de las partículas de aluminio. En otras palabras, en la superficie de cada partícula esférica de aluminio puro, se forma un "paquete", una capa de óxido de aluminio de cierto espesor. El compuesto de aluminio obtenido en sus características es adecuado para su uso en la fabricación aditiva avanzada (tecnología SLM).
"La tecnología se basa en el llamado método in situ, es decir, la creación de una estructura compuesta dentro de cada partícula, "dijo Alexander Gromov, jefe del proyecto, profesor en NUST MISIS. El polvo de aluminio inicial (con un 99,85% de pureza) ha sido sometido a oxidación hidrotermal parcial en autoclave durante 30 minutos. Como resultado, una capa de óxido con 10 y 20% de Al 2 O 3 Se ha formado contenido en la superficie de partículas de polvo de aluminio. En la fase final, el polvo se ha calentado en los modos de 150 a 600 grados Celsius ".
La principal ventaja del método es la alta actividad de las partículas de polvo obtenidas y la uniformidad de sus propiedades en toda la masa. que no se puede lograr utilizando métodos alternativos para producir compuestos de matriz de aluminio, en particular, la introducción de rellenos cerámicos en el aluminio fundido.
En la actualidad, el equipo ha comenzado a probar los composites obtenidos en las condiciones de fabricación aditiva.
