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镁科研

镁基复合材料增材制造进展及展望

发布时间：2023-04-10 作者：综合管理部

　近日，北航宁波创新研究院增材制造中心团队在镁合金国际顶级期刊《Journal of Magnesium and Alloys》上发表题为“Additive manufacturing of magnesium matrix composites: Comprehensive review of recent progress and research perspectives”的综述论文，这是增材制造中心研究团队发表的首篇综述文章。《Journal of Magnesium and Alloys》最新影响因子为11.862，在镁合金领域极具国际影响力。



　　镁合金中引入增强体形成的镁基复合材料(MMCs)在一定程度上克服了其力学性能的局限性，具有高比刚度、高比强度、良好的尺寸稳定性、提出的减震性能、优异的电磁屏蔽和储氢性能等其他部件所不具备的独特优良性能。增材制造(AM)是一种新兴的制造技术，是基于三维(3D)数据模型的设计，通过逐层加工获得三维物体，具有制造周期短、材料利用率高、设计自由度高、力学性能优异以及能够制造复杂结构部件等优点。结合镁基复合材料的高刚度高强度特性和增材制造制备高性能复杂结构件的技术优势，制备的镁基复合材料在汽车、航空航天、消费电子、生物医药等高新技术行业具有巨大的潜在优势和广阔的应用前景。本文综述了AM MMCs领域的研究进展，重点介绍了主要的AM技术，包括选择性激光熔化(SLM)、电子束选区熔化(EBSM)、激光近净成形(LENS)和线弧增材制造(WAAM)。讨论了在AM过程中产生的球化效应、气孔、熔合不良、合金元素损失和裂纹等典型缺陷的形成机理和控制方法。从成分设计和粉末原料的制备方面提出了AM MMCs面临的主要挑战。详细阐述了AM MMCs的微观结构与力学性能、腐蚀性能和生物相容性的关系。介绍了AM MMCs在当前和未来各个领域的应用潜力。最后，展望了AM MMCs的发展方向和亟待解决的关键问题。



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金属增材制造技术分类



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增材制造镁基复合材料的应用领域


　　该论文第一作者及通讯作者张成行博士主要研究方向为搅拌摩擦焊接/加工异种铝合金接头力学/耐腐蚀性能，及激光/电弧增材制造铝/镁基复合材料成分/组织/性能调控方法与机理研究，入职研究院以来荣获宁波市甬江引才工程项目青年创新人才、宁波市拔尖人才等荣誉。该综述论文受到了国防工业技术发展项目和宁波市甬江引才工程等项目的支持，该研究成果可为新一代高性能镁基复合材料的开发和制备提供理论指导，助力宁波“科技创新2025”重大专项中“先进材料”专项的实施。


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