Cientistas de materiais da NUST MISIS apresentaram uma nova tecnologia para a produção de compósitos de matriz de alumínio a partir de novas matérias-primas - pós compostos promissores para impressão 3-D de luz, malas duráveis ​​para aeronaves e engenharia automotiva. O novo método aumenta a uniformidade de propriedades e dureza dos compósitos impressos 3-D obtidos em 40% em comparação com os análogos. Os resultados foram publicados no Jornal de ligas e compostos .

Compósitos de matriz de alumínio são um grupo de materiais avançados com uma série de vantagens exclusivas:Eles são leves, tem alta resistência, baixo coeficiente de expansão térmica e excelente resistência ao desgaste. Esses materiais podem ser usados ​​na indústria automotiva, indústrias aeroespacial e de defesa.

O material tem essas propriedades devido à sua composição química e a um método especial de produção - impressão 3-D usando tecnologia de fusão a laser seletiva (SLM). Como resultado, o compósito consiste em partículas esféricas de alumínio endurecidas com aditivos cerâmicos ou revestidas com uma camada de óxido de alumínio.

A alumina é um dos aditivos de reforço (endurecimento) ideais para melhorar as propriedades mecânicas dos compostos de alumínio. Em particular, os autores do estudo comprovaram experimentalmente um aumento na resistência do material compósito impresso por óxido de alumínio em 40% em relação ao alumínio sem aditivos. Assim, alumina fornece uma maior resistência ao calor do pó compósito em temperaturas elevadas. Também aumenta a estabilidade da composição do pó em comparação com os aditivos cerâmicos mais comuns, o que torna o material especialmente útil para a construção de aeronaves.

Cientistas da NUST MISIS desenvolveram um novo método de oxidação hidrotérmica do alumínio para criar um filme de óxido de reforço (endurecimento) de uma certa espessura na superfície das partículas de alumínio. Em outras palavras, na superfície de cada partícula esférica de alumínio puro, forma-se um "pacote" - uma camada de óxido de alumínio de certa espessura. O composto de alumínio obtido em suas características é adequado para uso em manufatura aditiva avançada (tecnologia SLM).

“A tecnologia é baseada no chamado método in situ, significando a criação de uma estrutura composta dentro de cada partícula, "disse Alexander Gromov, chefe do projeto, professor da NUST MISIS. O pó de alumínio inicial (com pureza de 99,85%) foi submetido à oxidação hidrotérmica parcial em autoclave por 30 minutos. Como resultado, uma camada de óxido com 10 e 20% de Al ₂ O ₃ o conteúdo foi formado na superfície das partículas de pó de alumínio. Na fase final, o pó foi aquecido nos modos de 150 a 600 graus Celsius. "

A principal vantagem do método é a alta atividade das partículas de pó obtidas e a uniformidade de suas propriedades em toda a massa, que não pode ser alcançado usando métodos alternativos para a produção de compósitos de matriz de alumínio, em particular - a introdução de cargas cerâmicas no alumínio fundido.

Atualmente, a equipe começou a testar os compósitos obtidos nas condições de manufatura aditiva.