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美国匹兹堡大学在国家科学基金会的资助下与劳伦斯利弗莫尔国家实验室合作研究铝合金的微观组织并且成果将重点应用于3D打印和焊接领域

2016-08-25 398浏览 标签: 3D打印美国UOP


项目背景


     长期以来对快速非平衡加工过程中相关工程材料的微观组织形成过程的研究一直是材料科学界的基本挑战,通常这方面的研究只能通过数值模拟的方式来进行相关表述,虽然热力学可以提供材料转换过程中的相关临界条件,但是它很难准确预测材料从液态到固态整个凝固过程中微观组织的演变过程;所以能够采用直接或对局部区域观测的方式,对激光溶化后合金在凝固过程中的微观组织演化过程的研究具有重要意义。


项目内容


     2016年7月21日,匹兹堡大学(the University of Pittsburgh)在官网公布了名称为“运用透射电子显微镜对激光照射引发的金属及合金不可逆转化过程中的微观组织进行研究”的项目;该项目获得了美国国家科学基金会(National Science Foundation – NSF)材料研究部503435美元的资金资助,项目周期为3年;同时资助的内容还包括匹兹堡地区的相关教育宣传以及增强材料科学的相关课程等内容。

     匹兹堡大学的相关研究人员利用劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory - LLNL)先进的透射电子显微镜(transmission electron microscope)对激光束熔融后的金属及合金微观组织的形成过程进行研究;此次主要对铝合金的快速凝固工艺进行研究同时还包括相关的激光或电子束工艺等,主要涉及领域包括焊接及增材制造。

     依据项目进度相关研究人员将主要运用先进的透射电子显微镜(transmission electron microscope)技术,实现纳秒级的分辨率,从而才能获得材料在纳米尺度范围内的相关变化。


1 劳伦斯利弗莫尔国家实验室先进的透射电子显微镜技术

项目意义


     通过此项研究不仅可以对相关计算模型进行验证,而且还能准确描述微观组织的演化过程以及温度因素对其产生的影响;通过此次研究获得的大量科学数据可以为合金的相关激光加工工艺与材料性能之间的相互关系提供理论依据。

     通过此次研究可以获得材料从液态到固态转变过程中的动力学过程,从而有助于优化和完善相关制造工艺并改善材料性能。


     动态链接: Pitt engineers receive $503,000 NSF grant to study how aluminum alloy microstructures form in real time


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