【摘 要】
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铝合金拥有高的比强度和比刚度等优秀的特性,可以作为各种受力构件在航空航天和军工等领域应用,但是随着国防及航空航天事业的发展,对材料诸如高比强度、高性能以及构件轻量化需求日益突出,传统材料难以满足结构功能一体化的设计需求。同时传统的制备金属基复合材料的方法存在制备周期长、尺寸与形状受限、人工劳动强度高和成本高等问题,而激光增材制造技术不仅可以克服这些问题,还具有技术先进性、资源经济性和较低的材料成本
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铝合金拥有高的比强度和比刚度等优秀的特性,可以作为各种受力构件在航空航天和军工等领域应用,但是随着国防及航空航天事业的发展,对材料诸如高比强度、高性能以及构件轻量化需求日益突出,传统材料难以满足结构功能一体化的设计需求。同时传统的制备金属基复合材料的方法存在制备周期长、尺寸与形状受限、人工劳动强度高和成本高等问题,而激光增材制造技术不仅可以克服这些问题,还具有技术先进性、资源经济性和较低的材料成本,是一种环保、自动化、引领时代的先进制造技术。本文中,通过高能球磨法制备增材制造用粉再利用激光金属沉积制造技术（Laser Metal Deposition,LMD）制备二维纳米片氮化硼增强铝合金（Al Si10Mg）复合材料,该材料和纯铝合金比较,断裂强度、断裂伸长率、屈服强度和杨氏模量最大分别提高了24.5%、200%、100%和96.2%,硬度提高了35.57%。h-BN加入对晶粒尺寸的变化产生了积极影响,当h-BN为0.2 wt.%时晶粒尺寸减小了42%。并且,在LMD过程中,形成了一种硬质新相氮化铝,这有助于提升材料的力学性能。此外,复合材料的摩擦系数和磨损量相比纯铝合金分别降低了58%和57%,h-BN的加入有效地提高了复合材料的耐磨性能。基于“成分设计+工艺优化”的制备策略,本文成功开发了h-BN/铝基复合材料,其具备较好的可加工性、较好的力学以及较好的自润滑性能。该铝基复合材料的成功制备,表明LMD技术用于高性能材料开发的巨大潜力,同时也为制造高性能、轻量化、形状复杂等特殊要求的航空零部件提供了新的思路。
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