Ìṣẹ̀lẹ̀ ìyẹ́sí lulú Alumina nínú àwọn ohun èlò ìtẹ̀wé 3D
Rírìn lọ sí yàrá ìwádìí ti Northwestern Polytechnic University, ìtọ́jú ìmọ́lẹ̀ kanẸ̀rọ ìtẹ̀wé 3D ń dún díẹ̀, iná mànàmáná náà sì ń rìn ní pàtó nínú ìṣùpọ̀ seramiki náà. Ní wákàtí díẹ̀ lẹ́yìn náà, a gbé ìkòkò seramiki kan kalẹ̀ pẹ̀lú ìṣètò dídíjú bíi irọ́sẹ́ẹ̀lì - a ó lò ó láti fi da àwọn abẹ́ turbine ti àwọn ẹ̀rọ ọkọ̀ òfurufú. Ọ̀jọ̀gbọ́n Su Haijun, ẹni tí ó ń ṣe àkóso iṣẹ́ náà, tọ́ka sí apá pàtàkì náà ó sì wí pé: “Ní ọdún mẹ́ta sẹ́yìn, a kò tilẹ̀ ní láti ronú nípa irú ìpéye bẹ́ẹ̀. Ìṣẹ̀lẹ̀ pàtàkì náà fara pamọ́ sínú lulú alumina tí kò hàn gbangba yìí.”
Nígbà kan rí, àwọn ohun èlò amọ̀ alumina dà bí “akẹ́kọ̀ọ́ tó ní ìṣòro” nínú iṣẹ́Ìtẹ̀wé 3D– agbára gíga, ìdènà ooru gíga, ìdábòbò tó dára, ṣùgbọ́n nígbà tí a bá tẹ̀ ẹ́ jáde, ó ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣòro. Lábẹ́ àwọn ìlànà ìbílẹ̀, lulú alumina kì í ní omi púpọ̀, ó sì sábà máa ń dí orí ìtẹ̀wé náà; ìwọ̀n ìfàsẹ́yìn nígbà sínẹ́rì lè ga tó 15%-20%, àti àwọn ẹ̀yà tí a tẹ̀ pẹ̀lú ìsapá ńlá yóò bàjẹ́ tí yóò sì fọ́ nígbà tí wọ́n bá jóná; àwọn ẹ̀yà ara tí ó díjú? Ó tilẹ̀ jẹ́ ohun ìgbádùn jù. Àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ ní àníyàn: “Ohun yìí dàbí ayàwòrán alágídí, pẹ̀lú àwọn èrò búburú ṣùgbọ́n ọwọ́ kò tó.”
1. Fọ́múlá Rọ́síà: Fífi “ìhámọ́ra seramiki” sí oríaluminiomumatrix
Àkókò ìyípadà náà kọ́kọ́ wá láti inú ìyípadà nínú ṣíṣe àwòrán ohun èlò. Ní ọdún 2020, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ohun èlò láti Ilé-ẹ̀kọ́ gíga ti Ìmọ̀ Sáyẹ́ǹsì àti Ìmọ̀-ẹ̀rọ ti Orílẹ̀-èdè (NUST MISIS) ti Rọ́síà kéde ìmọ̀-ẹ̀rọ kan tí ó ń dí i lọ́wọ́. Dípò kí wọ́n kàn da lulú aluminiomu oxide pọ̀, wọ́n fi lulú aluminiomu tí ó ní ìmọ́tótó gíga sínú autoclave wọ́n sì lo hydrothermal oxidation láti “dàgbàsókè” fẹlẹfẹlẹ fiimu aluminiomu oxide kan pẹ̀lú sisanra tí a lè ṣàkóso lórí ojú gbogbo pátákó aluminiomu, gẹ́gẹ́ bí fífi fẹlẹfẹlẹ ihamọra nano-level sí orí bọ́ọ̀lù aluminiomu. Lulú “core-shell” yìí fi iṣẹ́ ìyanu hàn nígbà tí a bá ń tẹ̀ ẹ́ jáde pẹ̀lú laser 3D (ìmọ̀-ẹ̀rọ SLM): líle rẹ̀ ga ju ti àwọn ohun èlò aluminiomu mímọ́ lọ, a sì mú ìdúróṣinṣin ooru gíga pọ̀ sí i gidigidi, ó sì bá àwọn ohun tí a béèrè fún ní ìpele ọkọ̀ òfúrufú mu tààrà.
Ọ̀jọ̀gbọ́n Alexander Gromov, olórí iṣẹ́ náà, ṣe àpèjúwe tó ṣe kedere: “Nígbà àtijọ́, àwọn ohun èlò ìdàpọ̀ dà bí sáláàdì – olúkúlùkù ló ń ṣe àkóso iṣẹ́ tirẹ̀; àwọn lulú wa dà bí sáńwíìṣì – alúmínọ́mù àti alúmínọ́mù máa ń jẹ ara wọn ní ìpele kan sí òmíràn, kò sì sí ẹnikẹ́ni tó lè ṣe láìsí èkejì.” Ìsopọ̀ tó lágbára yìí jẹ́ kí ohun èlò náà fi agbára rẹ̀ hàn nínú àwọn ẹ̀yà ẹ̀rọ ọkọ̀ òfúrufú àti àwọn férémù ara tó tàn yòò, ó sì tún bẹ̀rẹ̀ sí í pe ilẹ̀ àwọn irin titanium níjà.
2. Ọgbọ́n ilẹ̀ China: iṣẹ́ ìyanu ti “fífi àwọn ohun èlò amọ̀” síta
Àkókò ìrora tó tóbi jùlọ nínú títẹ̀ alumina seramiki ni ìfàsẹ́yìn síntering – fojú inú wò ó pé o fi ìṣọ́ra pò amọ̀ kan, ó sì dínkù sí ìwọ̀n ọ̀pọ́tọ́ ní kété tí ó wọ inú ààrò. Èló ni yóò wó lulẹ̀? Ní ìbẹ̀rẹ̀ ọdún 2024, àwọn àbájáde tí ẹgbẹ́ Ọ̀jọ̀gbọ́n Su Haijun tẹ̀ jáde ní Northwestern Polytechnic University nínú ìwé ìròyìn Journal of Materials Science & Technology bẹ̀rẹ̀ sí í ṣe iṣẹ́ náà: wọ́n rí i pé alumina seramiki mojuto rẹ̀ fẹ́rẹ̀ẹ́ dínkù pẹ̀lú ìwọ̀n ìfàsẹ́yìn tó jẹ́ 0.3%.
Àṣírí ni láti fi kún unlulú aluminiomuláti fi alumina ṣeré lẹ́yìn náà kí ó sì lo “ìdánwò ojú ọjọ́” kan pàtó.
Fi lulú aluminiomu kun: Da 15% lulú aluminiomu daradara sinu slurry seramiki naa
Ṣàkóso afẹ́fẹ́: Lo ààbò gaasi argon ní ìbẹ̀rẹ̀ síntering láti dènà lulú aluminiomu láti má ṣe jẹ́ kí ó di oxidizing
Yiyipada ọlọgbọn: Nigbati iwọn otutu ba ga si 1400°C, lojijì yi afẹfẹ pada si afẹfẹ
Ìfàsẹ́yìn nínú ilé: Lúlúùlù álímínọ́mù yóò yọ́ lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀, yóò sì di ìfàsẹ́yìn sí álímínọ́mù oxide, ìfàsẹ́yìn ìwọ̀n sì máa ń dín kù.
3. Ìyípadà ìdìpọ̀: lulú aluminiomu yí padà sí “lẹ́ẹ̀tì tí a kò lè rí”
Bí àwọn ẹgbẹ́ Rọ́síà àti Ṣáínà ṣe ń ṣiṣẹ́ kára lórí àtúnṣe lulú, ọ̀nà ìmọ̀ ẹ̀rọ mìíràn ti dàgbà díẹ̀díẹ̀ - nípa lílo lulú aluminiomu gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìdìpọ̀.Ìtẹ̀wé 3DÀwọn ohun ìdìpọ̀ jẹ́ àwọn ohun èlò ìdìpọ̀ tí ó jẹ́ ti ara ẹ̀dá, èyí tí yóò fi ihò sílẹ̀ nígbà tí a bá jóná nígbà tí a bá ń fi òróró bàjẹ́. Ìwé àṣẹ láti ọwọ́ ẹgbẹ́ kan ní orílẹ̀-èdè Amẹ́ríkà ní ọdún 2023 gba ọ̀nà mìíràn: ṣíṣe lulú aluminiomu sí ohun èlò ìdìpọ̀ tí a fi omi ṣe47.
Nígbà tí a bá ń tẹ̀ ẹ́ jáde, nozzle náà máa ń fọ́n “lẹ́ẹ̀tì” tí ó ní 50-70% aluminiomu sí orí ìpele lulú aluminiomu oxide. Nígbà tí ó bá dé ìpele dídán epo sí, a máa ń fa ìfọ́mọ́lẹ̀, a sì máa ń fi atẹ́gùn kọjá, a sì máa ń fi atẹ́gùn aluminiomu oxide sí i ní 200-800°C. Ànímọ́ ìfẹ̀sí iwọ̀n tí ó ju 20% lọ jẹ́ kí ó kún àwọn ihò náà dáadáa, kí ó sì dín ìwọ̀n ìfàsẹ́yìn kù sí ìwọ̀n tí ó kéré sí 5%. “Ó dọ́gba pẹ̀lú yíyọ àwọn ohun èlò ìkọ́lé kúrò àti kíkọ́ ògiri tuntun ní àkókò kan náà, kí ó kún àwọn ihò tirẹ̀!” ni onímọ̀ ẹ̀rọ kan ṣe àpèjúwe rẹ̀ lọ́nà yìí.
4. Ọ̀nà àwọn èròjà: ìṣẹ́gun ti lulú onígun mẹ́rin
“Ìrísí” lulú alumina ti di kọ́kọ́rọ́ sí àwọn ìdàgbàsókè láìròtẹ́lẹ̀ - ìrísí yìí tọ́ka sí ìrísí pàǹtí. Ìwádìí kan nínú ìwé ìròyìn “Open Ceramics” ní ọdún 2024 fi ìṣiṣẹ́ àwọn lulú alumina onígun mẹ́rẹ̀ẹ̀rin àti aláìdọ́gba hàn nínú ìtẹ̀wé fused deposition (CF³)5:
Lúùfù oníyípo: ó ń ṣàn bí iyanrìn tó dára, ìwọ̀n kíkún rẹ̀ ju 60% lọ, ìtẹ̀wé náà sì jẹ́ dídán àti sílíkì.
Lúùlù aláìdọ́gba: ó di bíi sùgà líle, ìfọ́jú rẹ̀ ga ní ìlọ́po ogójì, a sì dí ihò náà láti ṣiyèméjì nípa ìwàláàyè
Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ìwọ̀n àwọn ẹ̀yà tí a tẹ̀ jáde nípasẹ̀ lulú onígun mẹ́rin rọrùn ju 89% lọ lẹ́yìn tí a bá ti yọ́ omi, àti pé ojú ilẹ̀ náà bá ìlànà mu tààrà. “Ta ló ṣì ń lo lulú “burúkú” nísinsìnyí? Fífẹ́ omi jẹ́ ọ̀nà ìjà!” Onímọ̀ ẹ̀rọ kan rẹ́rìn-ín músẹ́, ó sì parí ọ̀rọ̀ rẹ̀5.
Ọjọ́ iwájú: Àwọn ìràwọ̀ àti òkun wà pẹ̀lú àwọn kékeré àti ẹlẹ́wà
Ìyípadà ìtẹ̀wé 3D ti lulú alumina kò tíì parí. Ilé iṣẹ́ ológun ti gba ipò iwájú nínú lílo àwọn kọ́ọ̀bù ìfàsẹ́yìn tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ òdo láti ṣe àwọn abẹ́ turbofan; pápá ìṣègùn ti gba ìfẹ́ sí ìbáramu biocompatibility rẹ̀, wọ́n sì bẹ̀rẹ̀ sí í tẹ̀ àwọn ohun èlò ìtọ́jú egungun tí a ṣe àdáni; ilé iṣẹ́ ẹ̀rọ itanna ti fojú sí àwọn ohun èlò ìtújáde ooru - lẹ́yìn gbogbo rẹ̀, ìtújáde ooru àti ìtújáde tí kò ní iná mànàmáná ti alumina kò ṣeé yípadà.