Алюминиевая бронза (Cu-9.5Al-1Fe) обладает высокой теплопроводностью, превосходящей сталь и титан, и лучше подходит для 3D-печати, чем чистая медь. Однако при печати возникают две проблемы: материал сильно отражает лазерный луч и быстро отводит тепло. Это приводит к дефектам — порам несплавления и «замочным скважинам». Ученые Сколтеха провели системное исследование и нашли пути решения, сообщили в пресс-службе университета.
Нам удалось показать, что даже при использовании оборудования с ограниченной мощностью лазера можно добиться механических свойств, близких к промышленным никель-алюминиевым бронзам. Ключевым фактором оказалось не просто повышение энерговклада, а понимание механизмов перехода между дефектами различного типа. Это позволяет прогнозировать свойства материала еще на этапе подбора параметров печати
В экспериментах варьировали плотность энергии от 125 до 938 Дж/мм³, изменяя мощность лазера (90–150 Вт) и скорость сканирования (100–600 мм/с). При низкой энергии преобладали поры несплавления, при высокой — поры типа «замочной скважины». Общий уровень пористости оставался около 5%, но механические характеристики превзошли литую алюминиевую бронзу: предел прочности достиг 748 МПа, относительное удлинение — 16,2%.
Теплопроводность образцов с высокой плотностью энергии достигла 47 Вт/(м·К) при комнатной температуре, что близко к литому материалу, но при значительно более высокой прочности. Результаты опубликованы в журнале Materials Characterization.
Ранее Наука Mail писала о том, что в Санкт-Петербурге изучили магнитную динамику кристаллов для 6G.
