金屬基納米復(fù)合材料（MMNCs）由于具有高強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性、高延展性和各向同性等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天等行業(yè)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

然而，盡管金屬基納米復(fù)合材料具有優(yōu)越的性能和日益增長(zhǎng)需求，但其復(fù)雜的加工和不充分經(jīng)濟(jì)效益限制了金屬基納米復(fù)合材料的應(yīng)用。在這些材料中，高能量消耗仍然是分散增強(qiáng)以實(shí)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)均勻性和高級(jí)力學(xué)性能所必需的。

選擇性激光熔化(SLM)，也稱為激光粉末床熔合(L-PBF)，是一種應(yīng)用于金屬和陶瓷的添加劑制造(AM)技術(shù)。在制造金屬基納米復(fù)合材料等獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能方面顯示出了巨大潛力。使用高功率激光，選擇性激光熔化能直接從粉末材料快速生產(chǎn)具有復(fù)雜形狀的三維(3-D)零件，而無(wú)需耗時(shí)的模具設(shè)計(jì)過(guò)程。這降低了生產(chǎn)成本和交貨期，同時(shí)為汽車、航空航天、電子和生物醫(yī)學(xué)行業(yè)提供定制的金屬基納米復(fù)合材料部件。

然而，由于缺乏對(duì)選擇性激光熔化特有的缺陷以及使用選擇性激光熔化的納米復(fù)合材料制造和性能的全面了解，新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)(SUTD)研究人員及其研究合作者開(kāi)始全面了解科學(xué)技術(shù)知識(shí)。研究人員從材料和選擇性激光熔化工藝參數(shù)的角度回顧了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，其研究成果發(fā)表在《材料科學(xué)進(jìn)展》(Progress In Material Science)期刊上，該期刊發(fā)表了材料科學(xué)最新進(jìn)展的權(quán)威評(píng)論。還對(duì)與納米復(fù)合材料相關(guān)的制造，研究進(jìn)行了深入的剖析。

包括材料和選擇性激光熔化工藝參數(shù)，強(qiáng)調(diào)了物理性能和粉末的制備。之后，研究了金屬基納米復(fù)合材料的力學(xué)性能和相應(yīng)增強(qiáng)機(jī)制，以加深對(duì)金屬基納米復(fù)合材料的理解。金屬基納米復(fù)合材料一直是材料科學(xué)家極大的興趣，隨著先進(jìn)制造，特別是添加劑制造的進(jìn)步，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量金屬基納米復(fù)合材料方面有了更大的潛力。來(lái)自SUTD的首席研究員和合著者Chua Chee Kai教授解釋說(shuō)：在研究中，選擇激光粉末床聚變作為重點(diǎn)工藝，因?yàn)樗呀?jīng)證明了其從金屬和陶瓷制造功能部件的能力。

研究還討論了與納米顆粒相關(guān)選擇性激光熔化技術(shù)特有的缺陷。還列舉了金屬基納米復(fù)合材料的應(yīng)用，特別是用選擇性激光熔化工藝制備的金屬基納米復(fù)合材料，并進(jìn)行了比較。來(lái)自南洋理工大學(xué)的Sing Swee Leong博士說(shuō)：AM面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是缺乏‘可打印’的材料，相信，這項(xiàng)全面的研究通過(guò)專注于優(yōu)點(diǎn)而不忽視局限性，及時(shí)提供了對(duì)金屬基納米復(fù)合材料的選擇性激光熔化概述和理解，這有望鼓勵(lì)更多研究人員探索這個(gè)非常有趣的領(lǐng)域。

博科園｜研究/來(lái)自：新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)

參考期刊《材料科學(xué)進(jìn)展》

DOI: 10.1016/j.pmatsci.2019.04.006

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