氧化物共晶陶瓷激光增材制造裂纹缺陷形成及抑制研究进展

• 作者: 姚佳彤 苏海军 姜浩 陈乾 申仲琳 余明辉 张卓 郭敏
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 氧化物共晶陶瓷 激光增材制造 裂纹缺陷 形成机理 裂纹抑制
• 年，卷（期）: 2024,（5）
• 页码范围: 34-45
• 页数: 12页
• 语种: 中文

摘要

氧化物共晶陶瓷以其优异的高比强度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化和抗蠕变等独特性能，被认为是超高温氧化腐蚀等极端环境下长期稳定服役的理想材料之一，在新一代高推重比航空发动机高温热端结构部件中具有巨大的应用前景。激光增材制造技术已成为近年来制备高性能复杂结构部件最具潜力的前沿技术，然而陶瓷在激光快速凝固过程中，裂纹缺陷极易产生，严重影响构件的成形质量和性能，成为制约工程化应用的关键。本文综述了激光近净成形和激光粉末床熔融两种典型陶瓷激光增材制造技术，分析对比了两种技术制备的不同形状陶瓷样件的裂纹形态特征，重点从微观组织形态特征、应力状态等角度探讨了激光增材制造氧化物陶瓷裂纹的形成机理，并进一步从工艺参数优化、成分设计、外场辅助等三个方面改善微观组织与减小热应力以抑制裂纹进行系统总结。最后指出氧化物共晶陶瓷激光增材制造在粉末特性、成形主次因素、成形技术研究等方面的未来发展趋势及突破方向。