上海工程技術(shù)大學(xué)在3D打印領(lǐng)域頂刊發(fā)表最新研究成果

來源：上海工程技術(shù)大學(xué)

上海工程技術(shù)大學(xué)材料工程學(xué)院張效迅副教授指導(dǎo)研究生蔣舉擇研究利用石墨烯調(diào)控增材制造馬氏體鋼的微觀組織和力學(xué)性能，大幅提升了15-5PH不銹鋼的沖擊韌性和延伸率，研究成果以“Novel phenomena of graphene secondary dispersion and phase transformation in selective laser melting of 15-5PH/graphene composites”為題發(fā)表在3D打印領(lǐng)域頂刊《Additive Manufacturing》上（系中科院SCI期刊工程技術(shù)大類一區(qū)Top期刊），最新影響因子為10.998。

石墨烯被譽(yù)為新材料之王，具有高強(qiáng)度、高韌性、高彈性模量和優(yōu)異的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)性能，但石墨烯極易團(tuán)聚，石墨烯與金屬復(fù)合、在金屬中均勻分散更是困難。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，蔣舉擇采用行星球磨法將石墨烯納米片（GNPs）與15-5PH不銹鋼粉末混合再進(jìn)行選區(qū)激光熔化（SLM）金屬3D打印，研究發(fā)現(xiàn)，除了球磨的一次分散，石墨烯在高溫熔池內(nèi)受Marangoni效應(yīng)和汽化反沖壓力的共同作用會發(fā)生新奇的二次分散現(xiàn)象，揭示了GNPs在高溫熔池內(nèi)的層間分離、層數(shù)減少、均勻分散的運(yùn)動行為和微觀組織演變機(jī)理，進(jìn)而通過調(diào)節(jié)GNPs的含量可以調(diào)控15-5PH馬氏體不銹鋼的微觀組織、相組成和力學(xué)性能。測試結(jié)果表明，相比于15-5PH不銹鋼，石墨烯質(zhì)量含量為0.2%的15-5PH/石墨烯復(fù)合材料的沖擊韌性提升了97.3%；石墨烯質(zhì)量含量為0.5%的15-5PH/石墨烯復(fù)合材料的延伸率增加了130.9%，摩擦系數(shù)降低了45.2%。

含0.5%石墨烯的15-5PH/石墨烯復(fù)合材料內(nèi)GNPs的光學(xué)顯微和拉曼光譜表征

3D打印是數(shù)據(jù)驅(qū)動的定制化智能制造技術(shù)，是多學(xué)科交叉的科技密集型綠色新行業(yè)，涉及材料創(chuàng)新、數(shù)據(jù)驅(qū)動、工藝智能、無損檢測、按需定制等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。


論文鏈接

https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S2214860421003687