编号：NMJS09191
篇名：激光功率对激光粉末床熔融成形Al2O3-ZrO2共晶陶瓷熔池形态、微观组织和力学性能影响的研究
作者：熊志伟 张凯 刘婷婷 廖文和
关键词：激光技术 激光粉末床熔融 Al2O3-ZrO2共晶陶瓷 熔池 晶粒尺寸 断裂韧性
机构：南京理工大学机械工程学院
摘要：熔融生长的Al2O3-ZrO2共晶陶瓷具有优异的高温性能。采用激光粉末床熔融(LPBF)直接制备Al2O3-ZrO2共晶陶瓷,研究了不同激光功率下的单道形貌特征及块体表面质量、物相组成、微观组织结构的演变规律和力学性能。结果表明,激光功率的提升将增加熔池的长度和单沉积道的宽度。Al2O3-ZrO2共晶陶瓷的表面粗糙度(Ra)和气孔率均随着激光功率的增加先降低后升高。在没有添加Y2O3等稳定剂的条件下,Al2O3-ZrO2共晶陶瓷的物相主要包括α-Al2O3、m-ZrO2和亚稳相t-ZrO2。随着激光功率的增加,m-ZrO2逐渐减少,这是由于LPBF的快速冷却过程抑制了马氏体相变。样件的晶粒尺寸随着激光功率的增加呈增大趋势,晶界密度减小,因此测量的显微硬度和断裂韧性呈现下降的趋势。当激光功率为60 W时,得到硬度为Hv=17.19 GPa和断裂韧性为KIC=6.67 MPa·m1/2的最优力学性能样品。
