激光定向能量沉积法提升熔体自生氧化铝基陶瓷热相关性能

激光定向能量沉积法提升熔体自生氧化铝基陶瓷热相关性能

激光定向能量沉积（LDED）技术在制备高性能陶瓷材料方面展现出巨大潜力。广东省科学院智能制造研究所的最新研究，通过LDED技术成功制备了熔体自生氧化铝基复合陶瓷，并对其热性能进行了系统研究，为该技术在极端高温环境下的实际应用提供了重要数据支持。

熔体自生陶瓷（MGC）具有优异的高温性能和结构稳定性，有望成为航空航天等领域极端高温氧化环境下长期服役的新型高温结构材料。激光定向能量沉积（LDED）技术在单步快速制造应用于高温极端环境的陶瓷部件方面具有巨大潜力。然而，热相关性能（如抗热震性和高温强度）的研究相对缺乏，限制了该技术在熔体自生陶瓷高质量制备中的进一步应用。

为此，广东省科学院智能制造研究所先进激光与增材制造技术研究中心通过激光定向能量沉积技术制备了熔体自生氧化铝基复合陶瓷，并对热处理后的样品进行了抗热震性能和高温强度等热性能的研究，为激光定向能量沉积氧化铝基复合陶瓷的高温实际应用提供了有价值的数据参考。

研究结果表明，材料在300°C的热震温差下易发生热冲击开裂，且随着热震温差的增大，由于内部缺陷和热应力的增加，样品的残余强度显著下降；高温断裂强度随保温温度升高而逐渐减少，在1000℃时达到247.23MPa，保留率为47.17%。总体而言，与传统烧结方法制备的同类材料体系相比，激光定向能量沉积制备的氧化铝基复合陶瓷的热相关性能更优。

高温三点弯曲实验

相关研究成果发表于中科院二区TOP期刊Journal of Alloys and Compounds（材料科学），广东省科学院智能制造研究所赵大可博士为第一作者。

论文信息：Dake Zhao, Guijun Bi, Yunfei Huang, Jia Zhu, Lichao Chao, Fangyong Niu, Dongjiang Wu. Thermal properties for Al2O3-based melt-grown ceramics prepared by laser-directed energy deposition. Journal of Alloys and Compounds, Volume 1010, 5 January 2025, 177795. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.177795.