具有梯度界面的金属基纳米复合材料直接激光烧结成形研究

利用直接金属激光烧结工艺成形高性能复杂结构金属基复合材料零件，是近净成形与快速制造领域新的研究方向；但突出问题是激光成形复合材料增强相局部偏聚及有害界面化学反应，易产生内部界面裂纹。本项目拟通过高能球磨制备含稀土元素梯度界面的、以纳米陶瓷颗粒增强的复合粉体用于激光成形，可望有效控制上述问题。研究球磨参数、粉体特性及激光工艺参数的相关性，提出适于激光烧结工艺的纳米复合粉体界面结构、成分及物性的设计依据及其制备和表征方法。研究激光非平衡熔池内金属/陶瓷复合体系冶金热力学和动力学行为，模拟并预测Marangoni对流作用下复合体系激光熔池内温度场、速度场、增强颗粒运动及分布规律。研究激光参数和铺粉参数对纳米复合粉体激光烧结显微组织和力学性能的影响规律，提出消除有害界面反应与界面裂纹、获取均匀复合结构的技术措施。本项目可望为航空、航天及民用高性能金属基复合材料零件净形加工提供新工艺和新理论。