אנו משתמשים בקובצי Cookie כדי לשפר את חוויית הגלישה שלך. על ידי המשך גלישה באתר זה הנך מסכים לשימוש שלנו בקובצי Cookie. למידע נוסף.
במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת Additive Manufacturing Letters, חוקרים דנים בתועלת של התזות פלדת אל-חלד שעברו חריטה כימית להארכת חיי האבקה בייצור תוסף.
מחקר: הארכת חיי אבקה בייצור תוספי: איכול כימי של ניתזי נירוסטה. קרדיט תמונה: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
חלקיקי התזה של מצע אבקה בלייזר מתכתי (LPBF) נוצרים על ידי טיפות מותכות הנפלטות מהבריכה המותכת או חלקיקי אבקה המחוממים לנקודת ההיתוך הקרובה או מעליה כשהם עוברים דרך קרן הלייזר.
למרות השימוש בסביבה אינרטית, הריאקטיביות הגבוהה של המתכת בסמוך לטמפרטורת ההיתוך שלה מקדמת חמצון. למרות שחלקיקי התזה הנפלטים במהלך LPBF נמסים לפחות לזמן קצר על פני השטח, סביר להניח שתתרחש דיפוזיה של יסודות נדיפים אל פני השטח, ויסודות אלה בעלי זיקה גבוהה לחמצן מייצרים שכבות תחמוצת עבות.
מכיוון שהלחץ החלקי של חמצן ב-LPBF בדרך כלל גבוה יותר מזה שבאטומיזציה של גז, האפשרות של קשירה עם חמצן גדלה.
ניתזי נירוסטה וסגסוגות מבוססות ניקל ידועים כמחמצנים במהירות, ויוצרים איים בעובי של עד כמה מטרים. בנוסף, פלדות נירוסטה וסגסוגות מבוססות ניקל, כמו אלו המייצרות ניתזי תחמוצת מסוג אי, הן חומרים נפוצים יותר המעובדים ב-LPBF, ויישום שיטה זו על ניתזי מתכת LPBF טיפוסיים יותר מדגים כי חידוש כימי הוא קריטי לאבקה בדרך הרגילה.
(א) תמונת SEM של חלקיקי התזה מפלדת אל-חלד, (ב) שיטה ניסיונית לאכילה כימית תרמית, (ג) טיפול LPBF בחלקיקי התזה שעברו דיאוקסידציה. קרדיט תמונה: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
במחקר זה, המחברים השתמשו בטכניקת איכול כימית חדשה להסרת תחמוצות מפני השטח של אבקות התזה מחומצנות מפלדת אל-חלד. המסת מתכת סביב ומתחת לאיי תחמוצת על האבקה משמשת כמנגנון העיקרי להסרת תחמוצת, מה שמאפשר הסרה אגרסיבית יותר של תחמוצת. אבקות ההתזה, האיכול והאבקה הבתולה נינו לאותו טווח גודל אבקה לעיבוד LPBF.
הצוות הראה כיצד להסיר תחמוצות מחלקיקי התזות פלדת אל-חלד, במיוחד אלו שבודדו באמצעות טכניקות כימיות ליצירת איי תחמוצת עשירים בסיליקון ומגנזיום על פני האבקה. 316 ליטר של התזות נאספו ממיטת האבקה של הדפסים LPBF ונצרבו כימית על ידי טבילה. לאחר סינון כל החלקיקים לאותו טווח גודל, LPBF מעבד אותם למעבר יחיד עם התזות חרוטות אופטימליות ופלדת אל-חלד בתולה.
החוקרים בחנו את הטמפרטורה וכן שני חומרי חריטה שונים מפלדת אל-חלד. לאחר סינון לאותו טווח גודל, נוצרו מסלולים בודדים של LPBF באמצעות אבקות בתוליות דומות, אבקות התזה ואבקות התזה שעברו חריטה יעילה.
עקבות LPBF בודדות שנוצרו מהתזה, התזה של איכול ואבקה טהורה. התמונה בהגדלה גבוהה מראה ששכבת התחמוצת הקיימת במסלול המותז מוסרת במסלול המותז החרוט. האבקה המקורית הראתה שעדיין היו קיימים כמה תחמוצות. קרדיט תמונה: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
כיסוי שטח התחמוצת על אבקת התזה מפלדת אל-חלד 316L ירד פי 10, מ-7% ל-0.7% לאחר שחומם ריאגנט ראלף ל-65 מעלות צלזיוס באמבט מים למשך שעה. במיפוי השטח הגדול, נתוני EDX הראו ירידה ברמות החמצן מ-13.5% ל-4.5%.
להתזות חרוטות יש ציפוי סיגי תחמוצת נמוך יותר על פני המסילה בהשוואה להתזות. בנוסף, איכול כימי של האבקה מגביר את הטמעת האבקה על המסילה. לאיכול כימי יש פוטנציאל לשפר את השימוש החוזר והעמידות של התזות או אבקות לשימוש המוני העשויות מאבקות נירוסטה נפוצות ועמידות בפני קורוזיה.
לאורך כל טווח גודל המסננת של 45-63 מיקרומטר, החלקיקים המגודרים שנותרו באבקות ההתזה החרוטות והלא חרוטות מסבירים מדוע נפחי העקבות של האבקות החרוטות והמותזות דומים, בעוד שנפחי האבקות המקוריות גדולים בכ-50%. נצפו אבקות מגודרות או אבקות יוצרות לוויין כמשפיעות על צפיפות הנפח ולכן על הנפח.
להתזות חרוטות יש ציפוי סיגי תחמוצת נמוך יותר על פני המסלול בהשוואה להתזות. כאשר התחמוצות מוסרות כימית, האבקות החשופות והקשורות למחצה מראות עדות לקשירה טובה יותר של התחמוצות המופחתות, המיוחסת לרטיבות טובה יותר.
סכמטיקה המציגה את היתרונות של טיפול LPBF בעת הסרה כימית של תחמוצות מאבקת התזה במערכות נירוסטה. יכולת הרטבה מצוינת מושגת על ידי סילוק תחמוצות. קרדיט תמונה: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
לסיכום, מחקר זה השתמש בהליך איכול כימי כדי לחדש כימית אבקות ניתזות של פלדת אל-חלד שעברו חמצון גבוה על ידי טבילה בריאגנט של ראלף, תמיסה של ברזל כלוריד וכלוריד נחושת בחומצה הידרוכלורית. נצפה כי טבילה בתמיסת האיכול המחוממת של ראלף למשך שעה אחת הביאה להפחתה פי 10 בכיסוי שטח התחמוצת על האבקה המותזת.
המחברים מאמינים כי לאכול כימי יש פוטנציאל לשיפור ולהשתמש בו בקנה מידה רחב יותר כדי לחדש חלקיקי התזה חוזרים או אבקות LPBF, ובכך להגדיל את ערכם של חומרים יקרים מבוססי אבקה.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. הארכת חיי אבקה בייצור תוסף: איכול כימי של התזות נירוסטה. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
הצהרת אחריות: הדעות המובעות כאן הן של המחבר בתפקידו האישי ואינן מייצגות בהכרח את דעותיה של AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, הבעלים והמפעיל של אתר זה. הצהרת אחריות זו מהווה חלק מתנאי השימוש באתר זה.
סורבי ג'יין היא כותבת טכנית עצמאית המתגוררת בדלהי, הודו. היא בעלת תואר דוקטור. היא קיבלה תואר דוקטור בפיזיקה מאוניברסיטת דלהי והשתתפה במספר פעילויות מדעיות, תרבותיות וספורטיביות. הרקע האקדמי שלה הוא במחקר מדעי החומרים, תוך התמחות בפיתוח מכשירים אופטיים וחיישנים. יש לה ניסיון רב בכתיבת תוכן, עריכה, ניתוח נתונים ניסיוניים וניהול פרויקטים, והיא פרסמה 7 מאמרי מחקר בכתבי עת המדורגים באינדקס Scopus והגישה 2 פטנטים הודיים המבוססים על עבודת המחקר שלה. היא נלהבת מקריאה, כתיבה, מחקר וטכנולוגיה, ונהנית מבישול, משחק, גינון וספורט.
ג'ייניזם, סובי. (24 במאי 2022). שיטת איכול כימית חדשה מסירה תחמוצות מאבקת התזה של פלדת אל-חלד מחומצנת. AZOM. אוחזר ב-21 ביולי 2022 מאתר https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
ג'ייניזם, סובי. "שיטת איכול כימית חדשה להסרת תחמוצות מאבקת התזה מחומצנת של נירוסטה". AZOM. 21 ביולי 2022.
ג'ייניזם, סובי. "שיטת איכול כימית חדשה להסרת תחמוצות מאבקת התזה מחומצנת של נירוסטה". AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (גישה אחרונה ב-21 ביולי 2022).
ג'ייניזם, סובי.2022. שיטת איכול כימית חדשה להסרת תחמוצות מאבקת התזה של פלדת אל-חלד מחומצנת. AZoM, גישה ב-21 ביולי 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
בכנס Advanced Materials ביוני 2022, שוחחה AZoM עם בן מלרוז מ-International Syalons על שוק החומרים המתקדמים, Industry 4.0, והדחיפה לעבר אפס נטו.
בכנס Advanced Materials, שוחחה AZoM עם ויג שריל מחברת General Graphene על עתיד הגרפן וכיצד טכנולוגיית הייצור החדשנית שלהם תפחית עלויות ותפתח עולם חדש לגמרי של יישומים בעתיד.
בראיון זה, AZoM משוחח עם נשיא Levicron, ד"ר ראלף דופונט, על הפוטנציאל של ציר המנוע החדש (U)ASD-H25 עבור תעשיית המוליכים למחצה.
גלו את OTT Parsivel², מד תזוזה בלייזר שניתן להשתמש בו למדידת כל סוגי המשקעים. הוא מאפשר למשתמשים לאסוף נתונים על גודל ומהירותם של חלקיקים נופלים.
חברת Environics מציעה מערכות חדירה עצמאיות עבור צינורות חדירה חד פעמיים או מרובים.
ה-MiniFlash FPA Vision Autosampler מבית Grabner Instruments הוא דוגם אוטומטי בעל 12 מיקומים. זהו אביזר אוטומציה המיועד לשימוש עם MINIFLASH FP Vision Analyzer.
מאמר זה מספק הערכה של סוף חיי סוללות ליתיום-יון, תוך התמקדות במיחזור המספר ההולך וגדל של סוללות ליתיום-יון משומשות כדי לאפשר גישות בנות-קיימא ומעגליות לשימוש ושימוש חוזר בסוללות.
קורוזיה היא התדרדרות של סגסוגת עקב חשיפה לסביבה. טכניקות שונות משמשות למניעת התדרדרות קורוזיה של סגסוגות מתכת החשופות לתנאים אטמוספריים או קשים אחרים.
עקב הביקוש הגובר לאנרגיה, גם הביקוש לדלק גרעיני עולה, מה שמוביל עוד יותר לעלייה משמעותית בביקוש לטכנולוגיית בדיקה לאחר הקרנה (PIE).