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當前位置:首頁公司新聞奧龍X射線衍射儀助力沈陽工業(yè)大學張凱教授團隊激光粉末床融合技術(shù)研究突破

奧龍X射線衍射儀助力沈陽工業(yè)大學張凱教授團隊激光粉末床融合技術(shù)研究突破

更新時間:2025-04-30點擊次數(shù):269

在航空航天與生物醫(yī)學領(lǐng)域,TC4 鈦合金憑借優(yōu)異的力學性能和生物相容性備受青睞。然而,其高熔點、低導熱率的特性使得傳統(tǒng)加工難以制備復雜結(jié)構(gòu)。近年來,激光粉末床熔融(LPBF)技術(shù)為 TC4 成型帶來突破,但如何精準調(diào)控能量密度以優(yōu)化材料性能,仍是行業(yè)攻關(guān)重點。沈陽工業(yè)大學張凱教授團隊,在《Journal of Manufacturing Processes》發(fā)表重要成果,借助奧龍 AL-Y3500型號X射線衍射儀(XRD)揭示了能量密度對 TC4 合金相組成、微觀結(jié)構(gòu)及宏觀性能的影響機制,為 LPBF工藝優(yōu)化提供了關(guān)鍵技術(shù)路徑。

 

奧龍X射線衍射儀助力沈陽工業(yè)大學張凱教授團隊激光粉末床融合技術(shù)研究突破 

奧龍X射線衍射儀助力沈陽工業(yè)大學張凱教授團隊激光粉末床融合技術(shù)研究突破 

 

X射線衍射儀:解鎖相組成與結(jié)構(gòu)演變的 “顯微鏡"。 LPBF 過程中,能量密度通過影響熔池動態(tài)行為和冷卻速率,決定了 TC4 合金的相轉(zhuǎn)變和晶體生長。張凱教授團隊利用奧龍 AL-Y3500 X射線衍射儀,對不同能量密度下的樣品進行了高精度相組成分析,成為破解 “能量 - 結(jié)構(gòu) - 性能" 關(guān)系的核心工具。搭建了 “能量密度 - 相組成 - 微觀結(jié)構(gòu) - 宏觀性能" 的完整研究鏈條,推動 TC4 合金 LPBF 工藝從 “經(jīng)驗試錯" 走向 “科學設計"。

奧龍X射線衍射儀助力沈陽工業(yè)大學張凱教授團隊激光粉末床融合技術(shù)研究突破 

通過 XRD 分析,結(jié)合相對密度、表面粗糙度等指標,將能量密度劃分為未熔合區(qū)、球化區(qū)、成型良好區(qū)、飛濺區(qū)和過熔區(qū)。例如,在成型良好區(qū)(55.56 J/mm3),XRD 顯示 α/α’相濃度與納米 β 相顆粒分布達到最佳平衡,對應拉伸強度 1087.5 MPa、伸長率 13.73%,遠超國家標準,驗證了該區(qū)域工藝參數(shù)的合理性。

“國產(chǎn)儀器的進步為科研提供了有力支撐," 張凱教授表示,奧龍AL-Y3500 XRD 的高靈敏度和穩(wěn)定性,讓我們能夠捕捉到相組成的細微變化,這對探索增材制造中的復雜相變至關(guān)重要。" 團隊的研究不僅豐富了 LPBF 技術(shù)的理論體系,更推動了國產(chǎn)儀器在材料研究中的深度應用。

科研離不開先進儀器的支撐,而產(chǎn)學研的深度融合,正加速推動 “中國儀器" 走向世界舞臺。未來,隨著增材制造技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,張凱教授團隊將繼續(xù)深耕能量密度調(diào)控、微觀結(jié)構(gòu)設計等領(lǐng)域,為航空航天、生物醫(yī)學等領(lǐng)域的關(guān)鍵材料制備提供更多 “中國方案"。

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