Chúng tôi sử dụng cookie để nâng cao trải nghiệm của bạn. Bằng cách tiếp tục duyệt trang web này, bạn đồng ý với việc chúng tôi sử dụng cookie. Thông tin thêm.
Trong một bài báo gần đây được công bố trên tạp chí Additive Manufacturing Letters, các nhà nghiên cứu thảo luận về tiện ích của lớp phủ thép không gỉ được khắc bằng hóa chất để kéo dài tuổi thọ của bột trong sản xuất bồi đắp.
Nghiên cứu: Kéo dài tuổi thọ bột trong sản xuất bồi đắp: Khắc hóa học các vết bắn tóe thép không gỉ. Tín dụng hình ảnh: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Công nghệ kết dính bột kim loại bằng laser (LPBF) Các hạt bắn ra được tạo ra bởi các giọt nóng chảy thoát ra khỏi hồ nóng chảy hoặc các hạt bột được nung nóng đến gần hoặc trên điểm nóng chảy khi chúng đi qua chùm tia laser.
Mặc dù sử dụng môi trường trơ, khả năng phản ứng cao của kim loại gần nhiệt độ nóng chảy của nó thúc đẩy quá trình oxy hóa. Mặc dù các hạt bắn ra trong quá trình LPBF tan chảy ít nhất trong thời gian ngắn trên bề mặt, nhưng quá trình khuếch tán các nguyên tố dễ bay hơi lên bề mặt vẫn có khả năng xảy ra và các nguyên tố này có ái lực cao với oxy tạo ra các lớp oxit dày.
Do áp suất riêng phần của oxy trong LPBF thường cao hơn áp suất trong quá trình nguyên tử hóa khí nên khả năng liên kết với oxy được tăng lên.
Các mảng thép không gỉ và hợp kim niken được biết là bị oxy hóa nhanh chóng, tạo thành các đảo có độ dày lên đến vài mét. Ngoài ra, thép không gỉ và hợp kim niken, chẳng hạn như những loại tạo ra các mảng oxit dạng đảo, là những vật liệu thường được gia công trong LPBF và việc áp dụng phương pháp này cho các mảng kim loại LPBF điển hình hơn để chứng minh rằng quá trình đổi mới hóa học rất quan trọng đối với Bột theo cách thông thường.
(a) Hình ảnh SEM của các hạt bắn tóe thép không gỉ, (b) phương pháp thử nghiệm khắc hóa học nhiệt, (c) Xử lý LPBF các hạt bắn tóe đã khử oxy hóa. Tín dụng hình ảnh: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Trong nghiên cứu này, các tác giả đã sử dụng một kỹ thuật khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bề mặt bột thép không gỉ bị oxy hóa. Sự hòa tan kim loại xung quanh và bên dưới các đảo oxit trên bột được sử dụng làm cơ chế chính để loại bỏ oxit, cho phép loại bỏ oxit mạnh hơn. Bột bắn, bột khắc và bột nguyên chất được sàng thành cùng một phạm vi kích thước bột để xử lý LPBF.
Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra cách loại bỏ oxit khỏi các hạt bắn tung tóe thép không gỉ, đặc biệt là những hạt được phân lập bằng các kỹ thuật hóa học để tạo thành các đảo oxit giàu Si và Mn trên bề mặt bột. 316L bắn tung tóe được thu thập từ lớp bột in LPBF và được khắc hóa học bằng cách nhúng. Sau khi sàng lọc tất cả các hạt thành cùng một phạm vi kích thước, LPBF xử lý chúng thành một lần duy nhất với bắn tung tóe được khắc tối ưu và thép không gỉ nguyên chất.
Các nhà nghiên cứu đã xem xét cả nhiệt độ cũng như hai loại chất khắc thép không gỉ khác nhau. Sau khi sàng lọc đến cùng một phạm vi kích thước, các đường đơn LPBF đã được tạo ra bằng cách sử dụng các loại bột nguyên chất tương tự, bột bắn tung tóe và bột bắn tung tóe đã được khắc hiệu quả.
Các vết LPBF riêng lẻ được tạo ra từ bắn tóe, bắn tóe khắc và bột nguyên chất. Hình ảnh phóng đại cao cho thấy lớp oxit phổ biến trên đường phun bị loại bỏ trên đường phun khắc. Bột ban đầu cho thấy một số oxit vẫn còn hiện diện. Tín dụng hình ảnh: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Diện tích phủ oxit trên bột bắn tung tóe bằng thép không gỉ 316L giảm đi 10 lần, từ 7% xuống 0,7% sau khi thuốc thử Ralph được đun nóng đến 65 °C trong bồn nước trong 1 giờ. Khi lập bản đồ khu vực rộng lớn, dữ liệu EDX cho thấy nồng độ oxy giảm từ 13,5% xuống 4,5%.
Phun bi khắc có lớp xỉ oxit phủ trên bề mặt đường ray thấp hơn so với phun bi. Ngoài ra, quá trình khắc hóa học lên bột làm tăng khả năng đồng hóa bột trên đường ray. Quá trình khắc hóa học có khả năng cải thiện khả năng tái sử dụng và độ bền của phun bi hoặc bột sử dụng hàng loạt được làm từ bột thép không gỉ chống ăn mòn và được sử dụng rộng rãi.
Trên toàn bộ phạm vi kích thước sàng 45-63 µm, các hạt kết tụ còn lại trong bột bắn tung tóe đã khắc và chưa khắc giải thích tại sao thể tích vết của bột đã khắc và bột bắn tung tóe lại tương tự nhau, trong khi thể tích của bột ban đầu lớn hơn khoảng 50%. Người ta quan sát thấy bột kết tụ hoặc tạo vệ tinh ảnh hưởng đến khối lượng riêng và do đó là thể tích.
Lớp phủ xỉ oxit trên bề mặt đường ray thấp hơn lớp phủ xỉ oxit trên bề mặt đường ray so với lớp phủ xỉ oxit. Khi các oxit được loại bỏ bằng phương pháp hóa học, bột bán liên kết và bột trần cho thấy khả năng liên kết tốt hơn của các oxit khử, điều này được cho là do khả năng thấm ướt tốt hơn.
Sơ đồ cho thấy lợi ích của phương pháp xử lý LPBF khi loại bỏ oxit bằng hóa chất khỏi bột bắn tung tóe trong hệ thống thép không gỉ. Khả năng thấm ướt tuyệt vời đạt được bằng cách loại bỏ oxit. Tín dụng hình ảnh: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Tóm lại, nghiên cứu này sử dụng quy trình khắc hóa học để tái sinh hóa học các loại bột thép không gỉ bị oxy hóa cao bằng cách nhúng vào thuốc thử Ralph, một dung dịch gồm sắt (III) clorua và đồng (II) clorua trong axit clohydric. Người ta quan sát thấy rằng việc ngâm trong dung dịch khắc Ralph được đun nóng trong 1 giờ dẫn đến giảm 10 lần diện tích phủ oxit trên bột bị bắn tung tóe.
Các tác giả tin rằng phương pháp khắc hóa học có tiềm năng được cải thiện và sử dụng trên quy mô rộng hơn để tái sử dụng nhiều hạt bắn tóe hoặc bột LPBF, do đó làm tăng giá trị của vật liệu dạng bột đắt tiền.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Kéo dài tuổi thọ bột trong sản xuất bồi đắp: khắc hóa học các vết bắn tóe thép không gỉ. Thư sản xuất bồi đắp 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Quan điểm bày tỏ ở đây là quan điểm của tác giả với tư cách cá nhân và không nhất thiết đại diện cho quan điểm của AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, chủ sở hữu và nhà điều hành của trang web này. Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm này là một phần của các điều khoản và điều kiện sử dụng trang web này.
Surbhi Jain là một cây bút kỹ thuật tự do có trụ sở tại Delhi, Ấn Độ. Cô có bằng Tiến sĩ. Nhận bằng Tiến sĩ Vật lý từ Đại học Delhi và tham gia vào một số hoạt động khoa học, văn hóa và thể thao. Nền tảng học vấn của cô là nghiên cứu khoa học vật liệu, chuyên về phát triển các thiết bị quang học và cảm biến. Cô có kinh nghiệm sâu rộng trong việc viết nội dung, biên tập, phân tích dữ liệu thực nghiệm và quản lý dự án, và đã xuất bản 7 bài báo nghiên cứu trên các tạp chí được lập chỉ mục Scopus và nộp 2 bằng sáng chế của Ấn Độ dựa trên công trình nghiên cứu của mình. Cô đam mê đọc, viết, nghiên cứu và công nghệ, thích nấu ăn, diễn xuất, làm vườn và thể thao.
Kỳ Na giáo, Subi.(24 tháng 5 năm 2022).Phương pháp khắc hóa học mới loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa.AZOM.Truy xuất ngày 21 tháng 7 năm 2022 từ https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Kỳ Na giáo, Subi. “Phương pháp khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa”.AZOM. Ngày 21 tháng 7 năm 2022..
Kỳ Na giáo, Subi. “Phương pháp khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa”. AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.(Truy cập ngày 21 tháng 7 năm 2022).
Kỳ Na giáo, Subi.2022. Phương pháp khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa. AZoM, truy cập ngày 21 tháng 7 năm 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Tại Advanced Materials vào tháng 6 năm 2022, AZoM đã trao đổi với Ben Melrose của International Syalons về thị trường vật liệu tiên tiến, Công nghiệp 4.0 và nỗ lực hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0.
Tại Advanced Materials, AZoM đã trao đổi với Vig Sherrill của General Graphene về tương lai của graphene và cách công nghệ sản xuất mới lạ của họ sẽ giúp giảm chi phí để mở ra một thế giới ứng dụng hoàn toàn mới trong tương lai.
Trong cuộc phỏng vấn này, AZoM trò chuyện với Tiến sĩ Ralf Dupont, Chủ tịch Levicron về tiềm năng của trục động cơ (U)ASD-H25 mới cho ngành công nghiệp bán dẫn.
Khám phá OTT Parsivel², một máy đo dịch chuyển laser có thể được sử dụng để đo mọi loại lượng mưa. Nó cho phép người dùng thu thập dữ liệu về kích thước và vận tốc của các hạt rơi.
Environics cung cấp hệ thống thẩm thấu độc lập cho một hoặc nhiều ống thẩm thấu dùng một lần.
Bộ lấy mẫu tự động MiniFlash FPA Vision của Grabner Instruments là bộ lấy mẫu tự động 12 vị trí. Đây là phụ kiện tự động hóa được thiết kế để sử dụng với MINIFLASH FP Vision Analyzer.
Bài viết này cung cấp đánh giá về thời điểm hết vòng đời của pin lithium-ion, tập trung vào việc tái chế số lượng pin lithium-ion đã qua sử dụng ngày càng tăng để cho phép áp dụng các phương pháp bền vững và tuần hoàn trong việc sử dụng và tái sử dụng pin.
Ăn mòn là sự phân hủy của hợp kim do tiếp xúc với môi trường. Nhiều kỹ thuật khác nhau được sử dụng để ngăn ngừa sự ăn mòn và hư hỏng của hợp kim kim loại khi tiếp xúc với khí quyển hoặc các điều kiện bất lợi khác.
Do nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, nhu cầu về nhiên liệu hạt nhân cũng tăng theo, dẫn đến nhu cầu về công nghệ kiểm tra sau chiếu xạ (PIE) cũng tăng đáng kể.