01
Trosolwg Papur
Mae gwneuthuriad aloion alwminiwm ysgafn, cryfder uchel trwy Laser Powder Bed Fusion (LPBF) wedi dibynnu'n helaeth ers tro ar elfennau aloi drud-megis sgandiwm a zirconiwm-i gyflawni cryfder uchel; mae'r ddibyniaeth hon wedi amharu'n ddifrifol ar eu defnydd diwydiannol eang. Er y gall ychwanegu gronynnau cost isel (ee, TiB2, TiC), i ryw raddau, fireinio adeileddau grawn a gwella cryfder, mae'r strategaeth hon o ymgorffori gronynnau alldarddol yn aml yn wynebu heriau megis crynhoad gronynnau, gwasgariad anffurf, a bondio rhyngwynebol gwael, gan arwain at anhomogenedd microstrwythurol a phriodweddau mecanyddol dan fygythiad. I fynd i'r afael â'r mater hwn, mae'r astudiaeth bresennol yn cynnig strategaeth arloesol sy'n dileu'r angen am elfennau drud. Trwy drosoli'r graddiannau tymheredd eithafol a'r pwysau adlam a achosir gan laser sy'n gynhenid i'r broses LPBF, cyflawnodd yr ymchwilwyr y synthesis *in-situ* o nanohiskers MgAlB4 trwchus ac unffurf gwasgaredig o fewn matrics aloi alwminiwm AA2024. Mae'r papur hwn yn anelu at ddileu holltau solidification a mandylledd-a thrwy hynny gyflawni dwysedd bron yn llawn-trwy genhedlaeth *in-situ* o un -nano-hiskers dimensiwn. Ymhellach, trwy fanteisio ar y gymhareb agwedd uchel a bondio rhyng-wynebol cryf y wisgers hyn, mae'r astudiaeth yn ceisio gwella cryfder a hydwythedd yr aloi yn sylweddol, a thrwy hynny dorri trwy'r rhwystr hirsefydlog rhwng perfformiad a chost ym maes gweithgynhyrchu ychwanegion aloi alwminiwm.
02
Trosolwg Testun Llawn
Gan fynd i'r afael â diffygion cynhenid-megis grawn colofnog bras, cracio poeth difrifol, a mandylledd uchel-a geir yn aml mewn aloion alwminiwm cryfder uchel masnachol wedi'u gwneud drwy Laser Powder Bed Fusion (LPBF), mae'r astudiaeth hon yn cynnig llwybr newydd ar gyfer synthesis aloion whiskerin * mewn-{4} o whiskerin* o whiskerin. Trwy ymgorffori symiau hybrin o bowdr boron amorffaidd i mewn i bowdr AA2024, a throsoli'r cyfraddau oeri cyflym a'r pwysau adlam toddi uchel (hyd at 40 MPa) sy'n nodweddiadol o'r broses LPBF, llwyddodd nanowhiskers MgAlB4{10}}yn meddu ar ddiamedrau o ddim ond 5–154nm{-yn rhagori ar y cymarebau agwedd ac agwedd{10} yn unig. *yn-lleoliad* o fewn y matrics alwminiwm. Gan weithredu fel safleoedd cnewyllol heterogenaidd, fe wnaeth y chwisgyrs un dimensiwn gwasgaredig hyn achosi trawsnewidiad mewn morffoleg grawn: o ronynnau colofnog bras degau o ficrometrau o led i ronynnau hafaledig tra mân gyda maint cyfartalog o tua 1.3 i 1.5 μm. Roedd y trawsnewid hwn yn dileu craciau solidoli yn llwyr, gan arwain at ddwysedd aloi o 99.991%. O ran y mecanweithiau mecanyddol sylfaenol, roedd y strwythur rhwydwaith lled-barhaus a ffurfiwyd gan y wisgers nid yn unig yn hwyluso storio a lluosogi dadleoliadau ond hefyd yn galluogi dadleoliadau i osgoi'r wisgers i gyfeiriad perpendicwlar i'w hechelinau, a thrwy hynny liniaru crynodiadau straen i bob pwrpas. Mae canlyniadau arbrofol yn dangos bod yr aloi yn cyflawni cryfder tynnol eithaf (UTS) o tua 610 MPa ac elongation unffurf o 8.0%; ar ben hynny, mae'n arddangos priodweddau thermomecanyddol tymheredd uchel eithriadol o fewn yr ystod o 150 gradd i 250 gradd . Mae'r astudiaeth hon yn cynnig ateb addawol a graddadwy ar gyfer datblygu aloion alwminiwm cost isel, perfformiad uchel trwy weithgynhyrchu ychwanegion.
03
**Dadansoddiad Gweledol**
Mae Ffigur 1 yn dangos y broses saernïo ar gyfer y cyfansawdd MgAlB4w/AA2024 ac union nodweddion ei ddiffygion mewnol. Defnyddiodd yr astudiaeth ddull gwasgariad mecanyddol tri dimensiwn i orchuddio powdr boron amorffaidd yn unffurf ar wyneb gronynnau powdr AA2024 cyn argraffu LPBF. Mae sganiau 3D cymharol a gafwyd trwy Nano-CT yn datgelu'n glir bod y tu mewn i'r aloi AA2024 sydd heb ei drin, LPBF, yn frith o graciau macrosgopig a mandyllau mawr yn ymestyn ar hyd y cyfeiriad adeiladu, gan arwain at ffracsiwn cyfaint diffyg mor uchel â 4.698%. Mewn cyferbyniad, yn dilyn y synthesis *in-situ* o nanowhiskers MgAlB4, cafodd y craciau mewnol o fewn yr aloi eu dileu'n llwyr; dim ond ychydig iawn o fandyllau sfferig munud iawn oedd ar ôl, a thrwy hynny gyflawni bron i-ddwysedd llawn o 99.991%.
