Исследователи разработали метод получения порошков высокоэнтропийных сплавов, не требующий применения энергоёмких и дорогостоящих технологий, что делает производство проще и экономичнее. Материал перспективен для аддитивного производства изделий, востребованных в авиации, энергетике и машиностроении.
Качество изделий, напечатанных на 3D-принтере, во многом зависит от формы частиц металлического порошка. Наилучшими считаются сферические или квазисферические порошки: они лучше распределяются по поверхности, плотнее укладываются в слои и обеспечивают более стабильный процесс печати. Традиционно для получения такого порошка применяются технологии распыления расплава, плазменной обработки, а также дополнительные термические операции.
В Университете МИСИС предложили более экономичный способ изготовления металлических порошков для 3D-печати — с помощью высокоэнергетического шарового помола. Предложенная схема позволяет совместить синтез высокоэнтропийного сплава и формирование преимущественно сферических частиц в одном технологическом процессе, что делает производство металлических порошков менее затратным.
«Мы получили порошок высокоэнтропийного сплава на основе алюминия, железа, никеля, меди, хрома и титана с высокой текучестью и однородной наноструктурой. Эти характеристики особенно важны для аддитивного производства, поскольку обеспечивают равномерное формирование слоёв при печати и способствуют получению изделий с улучшенными механическими свойствами», — отметил д.ф.-м.н. Дмитрий Штанский, директор научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС.
Порядка 80% частиц полученного порошка имеют размер 5-45 микрометров — это оптимальный диапазон для большинства технологий 3D-печати металлом. При этом внутри каждая частица состоит из нанокристаллических областей размером всего 5–30 нанометров, что дополнительно способствует повышению прочности будущих изделий. Подробности — в журнале Powder Technology (Q1).
«Мы также продемонстрировали применимость метода на других высокоэнтропийных сплавах. Во всех случаях удалось получить преимущественно сферические или квазисферические частицы, что подтверждает возможность применения технологии для широкого класса материалов» — добавил к.т.н. Магжан Кутжанов, инженер научного проекта научно-исследовательского центра «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС.
Работа выполнена при грантовой поддержке Минобрнауки России (FSME-2023-0004).
Текст и фото взяты с сайта misis.ru в порядке цитирования