Pêşketinek mezin di materyalên çapkirina 3D de bi toza alumînayê re
Diçim nav laboratuwara Zanîngeha Polîteknîkî ya Bakur-rojava, amûrek bi ronahiyê dermankirinêÇapkerê 3D hinekî deng dide, û tîrêjên lazerê di nav şileya seramîk de bi awayekî rast diçin û tên. Tenê çend demjimêran şûnda, navikek seramîk bi avahiyek tevlihev mîna labîrentekê bi tevahî tê pêşkêş kirin - ew ê ji bo avêtina perên turbînê yên motorên balafiran were bikar anîn. Profesor Su Haijun, ku berpirsiyarê projeyê ye, bal kişand ser pêkhateya nazik û got: "Sê sal berê, me cesaret nedikir ku em li ser rastbûnek wusa bifikirin. Pêşkeftina sereke di vê toza alumînayê ya nexuya de veşartî ye."
Carekê, seramîkên alumînayê di warê "xwendekarekî pirsgirêkdar" de bûn.Çapkirina 3D- xurtbûna bilind, berxwedana germahiya bilind, îzolekirineke baş, lê gava ku hate çapkirin, gelek pirsgirêk derketin holê. Di pêvajoyên kevneşopî de, toza alumînayê şilbûneke nebaş heye û pir caran serê çapkirinê asteng dike; rêjeya piçûkbûnê di dema sinterkirinê de dikare bigihêje %15-20, û beşên ku bi hewildanek mezin hatine çapkirin gava ku werin şewitandin dê deform bibin û bişkên; avahiyên tevlihev? Ev hîn bêtir luks e. Endezyar bi fikar in: "Ev tişt mîna hunermendekî serhişk e, bi ramanên hovane lê destên têr tune."
1. Formula Rûsî: Danîna "zirxê seramîk" li serelemyûnmatrîks
Xala werçerxê pêşî ji şoreşa di sêwirana materyalan de hat. Di sala 2020an de, zanyarên materyalan ji Zanîngeha Neteweyî ya Zanist û Teknolojiyê (NUST MISIS) ya Rûsyayê teknolojiyek şoreşger ragihandin. Li şûna ku tenê toza oksîda alumînyûmê tevlihev bikin, wan toza alumînyûmê ya paqijiya bilind xistin nav otoklavê û oksîdasyona hîdrotermal bikar anîn da ku qatek fîlma oksîda alumînyûmê bi qalindahiyek bi rastî kontrolkirî li ser rûyê her perçeyek alumînyûmê "mezin bikin", mîna ku qatek zirxî ya asta nano li ser topa alumînyûmê were danîn. Ev toza "avahîya navik-qalik" di dema çapkirina 3D ya lazerê (teknolojiya SLM) de performansek ecêb nîşan dide: hişkbûn ji ya materyalên alumînyûmê yên paqij %40 bilindtir e, û aramiya germahiya bilind pir çêtir dibe, rasterast hewcedariyên asta hewavaniyê pêk tîne.
Profesor Alexander Gromov, serokê projeyê, mînakek zelal anî ziman: "Berê, materyalên kompozît mîna salateyan bûn - her yek ji wan bi karê xwe mijûl bû; tozên me mîna sendwîçan in - aluminum û alumina qat bi qat hevûdu diqelişînin, û yek ji wan bêyî ya din nikare bike." Ev girêdana xurt dihêle ku materyal jêhatîbûna xwe di perçeyên motorên balafiran û çarçoveyên laşê ultra sivik de nîşan bide, û tewra dest pê dike ku qada alloyên tîtanyûmê jî bike mijara ceribandinê.
2. Hikmeta Çînî: sihra "danîna" seramîkê
Xala herî dijwar a çapkirina seramîk a alumînayê piçûkbûna sinterkirinê ye - xeyal bikin ku we bi baldarî fîgurek ji axê çêkiriye, û ew gava ku ketiye firnê, di cih de wekî kartol piçûk bûye. Ew ê çiqas hilweşe? Di destpêka 2024-an de, encamên ku ji hêla tîmê Profesor Su Haijun ve li Zanîngeha Polîteknîkî ya Bakurrojavayê di Kovara Zanist û Teknolojiya Materyalan de hatine weşandin, pîşesaziyê dan destpêkirin: wan navokek seramîk a alumînayê ya hema hema sifir piçûkbûn bi rêjeya piçûkbûnê ya tenê 0,3% bi dest xistin.
Nehênî lê zêdekirin etoza alumînyûmêbo alumina û dûv re "sihreke atmosferê" ya rast bilîzin.
Toza alumînyûmê lê zêde bike: %15 toza alumînyûmê ya zirav tevlî şilava seramîk bikin.
Atmosferê kontrol bikin: Di destpêka sinterkirinê de parastina gaza argonê bikar bînin da ku pêşî li oksîdasyona toza aluminiumê bigirin.
Guhertina Jîr: Dema ku germahî digihîje 1400°C, ji nişkê ve atmosferê veguherînin hewayê
Oksîdasyona di cîh de: Toza aluminumê tavilê dibe dilop û dibe oksîda aluminumê, û berfirehbûna qebareyê tengbûna wê telafî dike.
3. Şoreşa pêvekan: toza alumînyûmê vediguhere "çelpika nedîtî"
Di demekê de ku tîmên Rûsî û Çînî li ser guhertina tozê bi dijwarî dixebitin, rêyeke din a teknîkî bi bêdengî pêşketiye - bikaranîna toza alumînyûmê wekî pêvek. Seramîka kevneşopîÇapkirina 3Dmadeyên girêdanê bi piranî rezînên organîk in, ku dema di dema paqijkirina rûnê de dişewitin, kavilan dihêlin. Patenta tîmek navxweyî ya 2023-an rêbazek cûda digire: veguherandina toza alumînyûmê bo madeyek girêdanê ya li ser bingeha avê47.
Di dema çapkirinê de, nozulê "çîmento" ku ji %50-70 toza alumînyûmê pêk tê, bi awayekî rast li ser qata toza oksîda alumînyûmê dirijîne. Dema ku dor tê qonaxa paqijkirinê, valahî tê kişandin û oksîjen tê derbaskirin, û toza alumînyûmê di 200-800°C de dibe oksîda alumînyûmê. Taybetmendiya berfirehbûna qebareyê ya ji %20 zêdetir dihêle ku ew bi awayekî çalak kunên tijî bike û rêjeya piçûkbûnê ji %5 kêmtir bike. "Ev wekhevî hilweşandina îskeleyê û di heman demê de avakirina dîwarekî nû, dagirtina qulên xwe ye!" endezyarek wisa rave kir.
4. Hunerê perçeyan: serkeftina toza sferîk
"Xuyabûna" toza alumînayê bi awayekî nediyar bûye mifteya pêşketinan - ev xuyabûn behsa şeklê perçeyan dike. Lêkolînek di kovara "Open Ceramics" de di sala 2024an de performansa tozên alumînayê yên sferîk û nerêkûpêk di çapkirina depoya helandî (CF³) de berawird kir5:
Toza sferîkî: mîna qûma nerm diherike, rêjeya dagirtinê ji% 60 derbas dibe, û çapkirin nerm û hevrîşimî ye
Toza ne rêkûpêk: wek şekirê qalind asê maye, vîskozîtî 40 carî zêdetir e, û nozul asteng e ku jiyanê guman bike
Ya çêtir jî, dendika parçeyên ku bi toza sferîk têne çapkirin piştî sinterkirinê bi hêsanî ji %89 derbas dibe, û qedandina rûyê rasterast li gorî standardê ye. "Kî hîn jî niha toza "nexweş" bikar tîne? Herikîn bandora şer e!" Teknîsyenek keniya û encam da5.
Pêşeroj: Stêrk û derya bi tiştên biçûk û xweşik re dijîn
Şoreşa çapkirina 3D ya toza alumînayê hîn jî bi dawî nebûye. Pîşesaziya leşkerî di sepandina navikên piçûkbûna nêzîkî sifir de ji bo çêkirina kêrên turbofan pêşengî kiriye; qada biyomedikal bala xwe daye biyohevhatina wê û dest bi çapkirina împlantên hestî yên xwerû kiriye; pîşesaziya elektronîkê substratên belavkirina germê hedef girtiye - axir, konduktîvîteya germî û konduktîvîteya ne-elektrîkî ya alumînayê nayê guhertin.