[發明專利]選擇性激光熔化制備圓柱狀Al2

有效

• 申請號: 202110364150.0
• 申請日: 2021-04-03
• 公開（公告）號: CN112895061B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 蘇海軍;申仲琳;劉海方;趙迪;劉園;郭一諾;郭敏;張軍;劉林;傅恒志
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B17/00;B28B13/02;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02;B33Y70/10;B33Y80/00;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種選擇性激光熔化制備圓柱狀Al₂O₃-GdAlO₃二元共晶陶瓷的方法，其特征在于，具體過程是：

步驟1，制備共晶組分的Al₂O₃-Gd₂O₃球形混合粉末材料；

步驟2，建立圓柱體模型：

通過Magics預處理軟件建立所述圓柱體模型；

所述圓柱體模型的幾何中心位于PLD激光脈沖沉積裝置加工平臺坐標系的(75,75,2)處；

對建立的圓柱體模型的橫截面進行分層切片；所述切片的厚度為0.03mm；切片時，以所述圓柱體模型與所在PLD激光脈沖沉積裝置加工平臺表面接觸端為起點，沿該圓柱體模型的軸向自下而上依次分層切片，直至達到圓柱體模型的頂端，依次得到第一切片層、第二切片層、第三切片層、……、第n切片層；

步驟3，確定各切片層激光掃描路徑：

依次在第一切片層至第八切片層的表面設置激光掃描路徑；所設定的激光掃描路徑均為“之字形”；所述第一切片層至第八切片層的激光掃描路徑均相同；后一切片層上的激光掃描路徑在前一切片層的基礎上順時針旋轉45°；八個所述切片層的激光掃描路徑形成360°的一個掃描周期；

步驟4，設置掃描參數；

所述掃描參數包括激光功率和掃描速率；表面層的掃描參數與其余各粉末層的掃描參數不相同；

確定表面層的激光功率為160～185W，掃描速率為330～370mm/s；確定其余各粉末層的激光功率為120～145W；掃描速率為313～360mm/s；

步驟5，進行選擇性激光熔化試驗；

采用PLD激光脈沖沉積裝置進行選擇性激光熔化試驗；

選擇性的掃描是對位于掃描區域e內的粉末掃描后熔化并凝固成為陶瓷試樣；掃描區域外的粉末不掃描，保持粉末狀態；所述掃描區域e是各分層切片的表面范圍；以步驟3中設定的各切片層的激光掃描路徑作為選擇性激光熔化試驗中各凝固層的激光掃描路徑；

通過所述PLD激光脈沖沉積裝置中的CO₂激光器，以步驟4中設定的掃描參數，進行選擇性激光熔化；具體加工過程為：第一步，將尺寸為100×100×10mm³、純度為95％的Al₂O₃陶瓷基板放置在水平固定的PLD激光脈沖沉積裝置加工平臺中央，所述Al₂O₃陶瓷基板水平無晃動，以確保刮刀能在Al₂O₃陶瓷基板上鋪設均勻平整的粉末層；

第二步，移動刮刀至所述Al₂O₃陶瓷基板上方，并使該處刮刀位于所述PLD激光脈沖沉積裝置加工平臺坐標系X軸的400～500mm之間；

第三步，將步驟1中得到的混合粉末放入PLD激光脈沖沉積裝置的送粉平臺內并通過刮刀將粉末表層刮平，完成在Al₂O₃陶瓷基板表面第一層粉末的鋪設；第一層粉末的鋪層厚度為0.1mm；

第四步，洗氣；關閉PLD激光脈沖沉積裝置的艙門并打開保護氣體閥門，開始洗氣；保護氣體為氬氣，壓力為0.5MPa；保持洗氣狀態至試驗結束；

第五步，進行選擇性激光熔化試驗；所述選擇性激光熔化試驗依次分層進行，直至各凝固層的層數與切片層的層數相同；得到Al₂O₃-GdAlO₃二元共晶陶瓷；

至此，完成Al₂O₃-GdAlO₃二元共晶陶瓷的制備。