上海工程技術(shù)大學在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

上海工程技術(shù)大學材料工程學院張效迅副教授指導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。

石墨烯被譽為新材料之王，具有高強度、高韌性、高彈性模量和優(yōu)異的光學、熱學、電學性能，但石墨烯極易團聚，石墨烯與金屬復(fù)合、在金屬中均勻分散更是困難。在導師的指導下，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、均勻分散的運動行為和微觀組織演變機理，進而通過調(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、按需定制等多個關(guān)鍵領(lǐng)域，具有重要的應(yīng)用價值和發(fā)展前景。


論文鏈接

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