Chúng tôi sử dụng cookie để nâng cao trải nghiệm của bạn. Bằng cách tiếp tục duyệt trang web này, bạn đồng ý với việc chúng tôi sử dụng cookie. Xem thêm thông tin.
Trong một bài báo gần đây được công bố trên tạp chí Additive Manufacturing Letters, các nhà nghiên cứu đã thảo luận về tiện ích của các mảnh vụn thép không gỉ được khắc hóa học để kéo dài tuổi thọ bột trong sản xuất bồi đắp.
Nghiên cứu: Kéo dài tuổi thọ bột trong sản xuất bồi đắp: Khắc hóa học các vết bắn tóe trên thép không gỉ. Ảnh: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Các hạt bắn tóe được tạo ra trong phương pháp nung chảy bột kim loại bằng laser (LPBF) là do các giọt kim loại nóng chảy bắn ra từ bể nóng chảy hoặc các hạt bột được nung nóng đến gần hoặc trên điểm nóng chảy khi chúng đi qua chùm tia laser.
Mặc dù sử dụng môi trường trơ, tính phản ứng cao của kim loại gần nhiệt độ nóng chảy của nó thúc đẩy quá trình oxy hóa. Mặc dù các hạt bắn ra trong quá trình LPBF nóng chảy ít nhất trong thời gian ngắn trên bề mặt, sự khuếch tán của các nguyên tố dễ bay hơi lên bề mặt có thể xảy ra, và các nguyên tố này có ái lực cao với oxy tạo ra các lớp oxit dày.
Do áp suất riêng phần của oxy trong LPBF thường cao hơn so với trong quá trình nguyên tử hóa khí, nên khả năng liên kết với oxy tăng lên.
Các mảnh vụn thép không gỉ và hợp kim gốc niken được biết là bị oxy hóa nhanh chóng, tạo thành các đảo có độ dày lên đến vài mét. Ngoài ra, thép không gỉ và hợp kim gốc niken, chẳng hạn như những loại tạo ra các mảnh vụn oxit dạng đảo, là những vật liệu được gia công phổ biến hơn trong LPBF, và việc áp dụng phương pháp này cho các mảnh vụn kim loại LPBF điển hình hơn nhằm chứng minh rằng sự đổi mới hóa học là rất quan trọng đối với việc xử lý bột theo cách thông thường.
(a) Ảnh SEM của các hạt bắn tóe thép không gỉ, (b) phương pháp thực nghiệm khắc hóa học nhiệt, (c) xử lý LPBF các hạt bắn tóe đã khử oxy. Nguồn ảnh: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Trong nghiên cứu này, các tác giả đã sử dụng một kỹ thuật khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bề mặt bột thép không gỉ bị oxy hóa. Sự hòa tan kim loại xung quanh và bên dưới các đảo oxit trên bột được sử dụng làm cơ chế chính để loại bỏ oxit, cho phép loại bỏ oxit mạnh mẽ hơn. Bột sau khi khắc, bột đã xử lý và bột nguyên chất được sàng lọc để có cùng kích thước hạt bột cho quá trình xử lý LPBF.
Nhóm nghiên cứu đã trình bày cách loại bỏ oxit khỏi các hạt bắn tóe thép không gỉ, đặc biệt là những oxit được phân lập bằng kỹ thuật hóa học để tạo thành các đảo oxit giàu Si và Mn trên bề mặt bột. 316 lít hạt bắn tóe được thu thập từ lớp bột của các bản in LPBF và được khắc hóa học bằng phương pháp ngâm. Sau khi sàng lọc tất cả các hạt có cùng kích thước, LPBF xử lý chúng thành một lần duy nhất với hạt bắn tóe đã được khắc tối ưu và thép không gỉ nguyên chất.
Các nhà nghiên cứu đã xem xét nhiệt độ cũng như hai loại chất ăn mòn thép không gỉ khác nhau. Sau khi sàng lọc đến cùng phạm vi kích thước, các đường đơn LPBF được tạo ra bằng cách sử dụng các loại bột nguyên chất tương tự, bột bắn tóe và bột bắn tóe được ăn mòn hiệu quả.
Các vết LPBF riêng lẻ được tạo ra từ chất bắn tóe, chất bắn tóe sau quá trình khắc và bột nguyên chất. Hình ảnh phóng đại cao cho thấy lớp oxit phổ biến trên vết bắn tóe đã bị loại bỏ trên vết bắn tóe sau quá trình khắc. Bột ban đầu cho thấy vẫn còn một số oxit. Nguồn ảnh: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Diện tích bao phủ oxit trên bề mặt thép không gỉ 316L dạng bột bắn tóe giảm đi 10 lần, từ 7% xuống 0,7% sau khi thuốc thử Ralph được đun nóng đến 65 °C trong bể nước trong 1 giờ. Phân tích diện tích lớn bằng dữ liệu EDX cho thấy mức oxy giảm từ 13,5% xuống 4,5%.
Lớp phủ xỉ oxit trên bề mặt đường ray của bột hàn được xử lý bằng phương pháp ăn mòn hóa học thấp hơn so với bột hàn thông thường. Ngoài ra, việc ăn mòn hóa học bột hàn làm tăng khả năng bám dính của bột lên đường ray. Ăn mòn hóa học có tiềm năng cải thiện khả năng tái sử dụng và độ bền của bột hàn hoặc bột hàn dùng đại trà được làm từ các loại bột thép không gỉ chống ăn mòn và được sử dụng rộng rãi.
Trên toàn bộ dải kích thước sàng 45-63 µm, các hạt kết tụ còn lại trong bột bắn tóe đã được khắc và chưa được khắc giải thích tại sao thể tích vết của bột đã được khắc và bột bắn tóe lại tương tự nhau, trong khi thể tích của bột ban đầu lớn hơn khoảng 50%. Bột kết tụ hoặc tạo thành các hạt vệ tinh được quan sát thấy ảnh hưởng đến mật độ khối lượng và do đó ảnh hưởng đến thể tích.
Vết bắn tóe được khắc có lớp xỉ oxit phủ trên bề mặt đường ray thấp hơn so với vết bắn tóe thông thường. Khi các oxit được loại bỏ bằng phương pháp hóa học, bột bán liên kết và bột trần cho thấy bằng chứng về khả năng liên kết tốt hơn của các oxit đã khử, điều này được cho là do khả năng thấm ướt tốt hơn.
Sơ đồ minh họa lợi ích của phương pháp xử lý LPBF khi loại bỏ oxit khỏi bột in phun trong hệ thống thép không gỉ bằng phương pháp hóa học. Khả năng thấm ướt tuyệt vời đạt được nhờ loại bỏ oxit. Nguồn ảnh: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
Tóm lại, nghiên cứu này đã sử dụng quy trình khắc hóa học để tái tạo hóa học các hạt bột thép không gỉ bị oxy hóa cao bằng cách ngâm trong thuốc thử Ralph, một dung dịch gồm sắt(III) clorua và đồng(II) clorua trong axit clohydric. Quan sát cho thấy rằng việc ngâm trong dung dịch khắc Ralph được đun nóng trong 1 giờ đã làm giảm diện tích oxit bao phủ trên bột bắn tóe xuống 10 lần.
Các tác giả tin rằng phương pháp khắc hóa học có tiềm năng được cải tiến và sử dụng rộng rãi hơn để tái chế nhiều hạt bắn tóe hoặc bột LPBF đã qua sử dụng, từ đó tăng giá trị của các vật liệu dạng bột đắt tiền.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. và cộng sự. Kéo dài tuổi thọ bột trong sản xuất bồi đắp: khắc hóa học các hạt bắn tóe thép không gỉ. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Các quan điểm được trình bày ở đây là của tác giả với tư cách cá nhân và không nhất thiết phản ánh quan điểm của AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, chủ sở hữu và nhà điều hành trang web này. Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm này là một phần của các điều khoản và điều kiện sử dụng trang web này.
Surbhi Jain là một nhà văn kỹ thuật tự do sống tại Delhi, Ấn Độ. Cô có bằng Tiến sĩ Vật lý từ Đại học Delhi và đã tham gia nhiều hoạt động khoa học, văn hóa và thể thao. Nền tảng học thuật của cô là nghiên cứu khoa học vật liệu, chuyên về phát triển các thiết bị và cảm biến quang học. Cô có kinh nghiệm sâu rộng trong viết nội dung, biên tập, phân tích dữ liệu thực nghiệm và quản lý dự án, và đã xuất bản 7 bài báo nghiên cứu trên các tạp chí được lập chỉ mục Scopus và nộp 2 bằng sáng chế của Ấn Độ dựa trên công trình nghiên cứu của mình. Đam mê đọc, viết, nghiên cứu và công nghệ, cô thích nấu ăn, diễn xuất, làm vườn và thể thao.
Jainism, Subi.(24 tháng 5 năm 2022). Phương pháp khắc hóa học mới loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa. AZOM. Truy cập ngày 21 tháng 7 năm 2022 từ https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Tạp chí Jainism, Subi. “Phương pháp khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa”. AZOM. Ngày 21 tháng 7 năm 2022.
Jainism, Subi.“Phương pháp khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa”.AZOM.https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.(Truy cập ngày 21 tháng 7 năm 2022).
Jainism, Subi.2022. Phương pháp khắc hóa học mới để loại bỏ oxit khỏi bột thép không gỉ bị oxy hóa.AZoM, truy cập ngày 21 tháng 7 năm 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Tại hội nghị Advanced Materials vào tháng 6 năm 2022, AZoM đã có cuộc trò chuyện với Ben Melrose của International Syalons về thị trường vật liệu tiên tiến, Công nghiệp 4.0 và nỗ lực hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng không.
Tại hội nghị Advanced Materials, AZoM đã có cuộc trò chuyện với Vig Sherrill của General Graphene về tương lai của graphene và cách công nghệ sản xuất tiên tiến của họ sẽ giảm chi phí, mở ra một thế giới ứng dụng hoàn toàn mới trong tương lai.
Trong cuộc phỏng vấn này, AZoM trò chuyện với Tiến sĩ Ralf Dupont, Chủ tịch của Levicron, về tiềm năng của trục động cơ (U)ASD-H25 mới đối với ngành công nghiệp bán dẫn.
Khám phá OTT Parsivel², một thiết bị đo khoảng cách bằng laser có thể được sử dụng để đo tất cả các loại lượng mưa. Thiết bị này cho phép người dùng thu thập dữ liệu về kích thước và vận tốc của các hạt rơi.
Environics cung cấp các hệ thống thẩm thấu khép kín cho ống thẩm thấu đơn hoặc nhiều ống thẩm thấu dùng một lần.
Bộ lấy mẫu tự động MiniFlash FPA Vision của Grabner Instruments là một bộ lấy mẫu tự động 12 vị trí. Đây là một phụ kiện tự động hóa được thiết kế để sử dụng với máy phân tích MINIFLASH FP Vision.
Bài viết này cung cấp đánh giá về vòng đời cuối cùng của pin lithium-ion, tập trung vào việc tái chế số lượng pin lithium-ion đã qua sử dụng ngày càng tăng để tạo điều kiện cho các phương pháp sử dụng và tái sử dụng pin bền vững và tuần hoàn.
Ăn mòn là sự xuống cấp của hợp kim do tiếp xúc với môi trường. Nhiều kỹ thuật khác nhau được sử dụng để ngăn ngừa sự xuống cấp do ăn mòn của các hợp kim kim loại khi tiếp xúc với điều kiện khí quyển hoặc các điều kiện bất lợi khác.
Do nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, nhu cầu về nhiên liệu hạt nhân cũng tăng theo, dẫn đến nhu cầu về công nghệ kiểm tra sau chiếu xạ (PIE) tăng đáng kể.