Les scientifiques des matériaux de NUST MISIS ont présenté une nouvelle technologie pour produire les composites à matrice d'aluminium à partir de nouvelles matières premières—des poudres composites prometteuses pour l'impression 3D de la lumière, valises durables pour l'ingénierie aéronautique et automobile. La nouvelle méthode augmente l'uniformité des propriétés et la dureté des composites imprimés en 3D obtenus de 40 % par rapport aux analogues. Les résultats ont été publiés dans le Journal des alliages et des composés .

Les composites à matrice d'aluminium sont un groupe de matériaux avancés avec un certain nombre d'avantages uniques :ils sont légers, avoir une grande résistance, faible coefficient de dilatation thermique et excellente résistance à l'usure. Ces matériaux peuvent être utilisés dans l'automobile, industries de l'aérospatiale et de la défense.

Le matériau possède de telles propriétés en raison de sa composition chimique et d'une méthode de production spéciale :l'impression 3D utilisant la technologie de fusion laser sélective (SLM). Par conséquent, le composite est constitué de particules d'aluminium sphériques durcies avec des additifs céramiques ou revêtues d'une couche d'oxyde d'aluminium.

L'alumine est l'un des additifs de renforcement (durcissement) les plus optimaux pour améliorer les propriétés mécaniques des composites d'aluminium. En particulier, les auteurs de l'étude ont prouvé expérimentalement une augmentation de la résistance du matériau composite imprimé par l'oxyde d'aluminium de 40% par rapport à l'aluminium sans additifs. Ainsi, l'alumine fournit une résistance thermique plus élevée de la poudre composite à des températures élevées. Il augmente également la stabilité de la composition en poudre par rapport aux additifs céramiques les plus courants, ce qui rend le matériau particulièrement utile pour la construction aéronautique.

Les scientifiques de NUST MISIS ont développé une nouvelle méthode d'oxydation hydrothermale de l'aluminium pour créer un film d'oxyde de renforcement (durcissement) d'une certaine épaisseur à la surface des particules d'aluminium. Dans les autres mots, à la surface de chaque particule sphérique d'aluminium pur, un "paquet" est formé - une couche d'oxyde d'aluminium d'une certaine épaisseur. Le composite d'aluminium obtenu dans ses caractéristiques est adapté à une utilisation dans la fabrication additive avancée (technologie SLM).

« La technologie est basée sur la méthode dite in-situ, c'est-à-dire la création d'une structure composite au sein de chaque particule, " dit Alexandre Gromov, chef de projet, professeur à NUST MISIS. La poudre d'aluminium initiale (pureté à 99,85 %) a été soumise à une oxydation hydrothermale partielle en autoclave pendant 30 minutes. Par conséquent, une couche d'oxyde avec 10 et 20% d'Al 2 O 3 contenu s'est formé à la surface des particules de poudre d'aluminium. Dans la phase finale, la poudre a été chauffée dans les modes de 150 à 600 degrés Celsius."

Le principal avantage de la méthode est la haute activité des particules de poudre obtenues et l'uniformité de leurs propriétés dans l'ensemble de la masse, ce qui ne peut pas être réalisé en utilisant des méthodes alternatives pour produire des composites à matrice d'aluminium, en particulier - l'introduction de charges céramiques dans l'aluminium en fusion.

Actuellement, l'équipe a commencé à tester les composites obtenus dans les conditions de fabrication additive.