01
Gambaran Keseluruhan Kertas
Pembuatan aloi aluminium ringan,-kekuatan tinggi melalui Laser Powder Bed Fusion (LPBF) telah lama bergantung sepenuhnya pada unsur pengaloian yang mahal-seperti skandium dan zirkonium-untuk mencapai kekuatan tinggi; pergantungan ini telah sangat menghalang aplikasi industri mereka yang meluas. Walaupun penambahan zarah kos-rendah (cth, TiB2, TiC) boleh, sedikit sebanyak, memperhalusi struktur butiran dan meningkatkan kekuatan, strategi menggabungkan zarah eksogen ini sering menghadapi cabaran seperti pengagregatan zarah, penyebaran tidak-seragam dan ikatan antara muka yang lemah, mengakibatkan sifat mikrostruktur dan ketidakhomogenan mekanikal. Untuk menangani isu ini, kajian ini mencadangkan strategi inovatif yang mengelakkan keperluan untuk elemen mahal. Dengan memanfaatkan kecerunan suhu melampau dan tekanan berundur akibat laser-yang wujud dalam proses LPBF, penyelidik mencapai sintesis *dalam-situ* nanowhiskers MgAlB4 yang padat dan tersebar seragam dalam matriks aloi aluminium AA2024. Kertas kerja ini bertujuan untuk menghapuskan retakan pemejalan dan keliangan-dengan itu mencapai ketumpatan hampir penuh-melalui generasi *in-}situ* satu-nanowhiskers dimensi. Tambahan pula, dengan memanfaatkan nisbah aspek yang tinggi dan ikatan antara muka yang kuat bagi misai ini, kajian ini berusaha untuk meningkatkan kedua-dua kekuatan dan kemuluran aloi dengan ketara, dengan itu menembusi halangan-perdagangan yang lama-antara prestasi dan kos dalam bidang pembuatan bahan tambahan aloi aluminium.
02
Gambaran Keseluruhan Teks Penuh
Menangani kecacatan yang wujud-seperti butiran kolumnar kasar, rekahan panas yang teruk dan keliangan tinggi-biasa ditemui dalam aloi aluminium berkekuatan tinggi-komersial yang difabrikasi melalui Laser Powder Bed Fusion (LPBF), kajian ini mencadangkan laluan baru untuk sintesis whisker aluminium *in-situ*{4}} Dengan memasukkan jumlah surih serbuk boron amorf ke dalam serbuk AA2024 dan memanfaatkan kadar penyejukan pantas dan -tekanan undur kolam leburan tinggi (sehingga 40 MPa) ciri proses LPBF, MgAlB4 nanowhiskers-mempunyai diameter hanya 5–15{10}nm yang berjaya disintesis *dalam-situ* dalam matriks aluminium. Bertindak sebagai tapak nukleasi heterogen, misai satu-dimensi yang tersebar secara seragam ini menyebabkan perubahan dalam morfologi butiran: daripada butiran kolumnar kasar berpuluh-puluh mikrometer lebarnya kepada butiran equiaxed ultrafine dengan saiz purata kira-kira 1.3 hingga 1.5 μm. Transformasi ini menghapuskan sepenuhnya retakan pemejalan, menghasilkan ketumpatan aloi sebanyak 99.991%. Berkenaan mekanisme mekanikal yang mendasari, struktur rangkaian kuasi-berterusan yang dibentuk oleh kumis bukan sahaja memudahkan penyimpanan dan percambahan kehelan tetapi juga membolehkan kehelan memintas misai ke arah yang berserenjang dengan paksinya, dengan itu mengurangkan kepekatan tegasan dengan berkesan. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa aloi mencapai kekuatan tegangan muktamad (UTS) kira-kira 610 MPa dan pemanjangan seragam 8.0%; selain itu, ia mempamerkan sifat termomekanikal suhu tinggi{30}}yang luar biasa dalam julat 150 darjah hingga 250 darjah . Kajian ini menawarkan penyelesaian yang menjanjikan dan berskala untuk pembangunan{31}}kos rendah, aloi aluminium berprestasi tinggi melalui pembuatan bahan tambahan.
03
**Analisis Visual**
Rajah 1 menggambarkan proses fabrikasi komposit MgAlB4w/AA2024 dan pencirian tepat kecacatan dalamannya. Kajian ini menggunakan kaedah serakan mekanikal-tiga dimensi untuk menyalut secara seragam serbuk boron amorf pada permukaan zarah serbuk AA2024 sebelum cetakan LPBF. Imbasan 3D perbandingan yang diperoleh melalui Nano-CT dengan jelas mendedahkan bahawa bahagian dalam aloi AA2024 buatan LPBF-yang tidak dirawat, dipenuhi dengan rekahan makroskopik dan liang besar yang memanjang sepanjang arah binaan, mengakibatkan pecahan volum kecacatan setinggi 4.698%. Sebaliknya, berikutan sintesis *in{13}}situ* nanowhiskers MgAlB4, keretakan dalaman dalam aloi telah dihapuskan sepenuhnya; hanya sejumlah kecil liang sfera kecil yang tinggal, dengan itu mencapai ketumpatan hampir-penuh sebanyak 99.991%.
