纳米碳添加剂可改善航空复合材料3D打印效果

    科技日报讯 （记者董映璧）俄罗斯国立研究型技术大学科研人员在铝粉中加入一种纳米碳添加剂，改进了航空复合材料3D打印技术，使航空复合材料的硬度提高了1.5倍。相关研究成果近日发表在《复合材料通讯》杂志上。

    目前，铝3D打印的主要应用领域是为航空航天工业生产高科技零件。但3D打印中即使是最细微的缺陷也对产品的安全性构成影响，这种缺陷的主要风险是材料的高孔隙率，主要原因是原始铝粉的质量所致。为了确保3D打印产品的微观结构均匀且致密，俄国立研究型技术大学的科研人员建议在铝粉中添加碳纳米纤维，这种改性添加剂的使用可以确保材料的低孔隙率，同时使其硬度提高1.5倍。

    该项目的学术带头人、国立研究型技术大学科研人员亚历山大·格罗莫夫教授称：“可以通过向主基质中引入其他成分来改变铝粉的化学成分和相组成，从而改善用于3D打印的铝粉的性能。特别是碳纳米纤维具有高导热性，有助于在产品合成过程中选择激光熔化阶段最小化打印层之间的温度梯度，大大消除材料微观结构的不均匀性。”

    亚历山大·格罗莫夫表示，俄科研人员开发的碳纳米纤维添加剂合成技术包括化学沉积、超声波处理和红外线热处理等方法；所使用的碳纳米纤维是加工石油天然气的副产品。在催化分解过程中，碳以纳米纤维的形式积聚在催化剂分散的金属颗粒上。他还称，通常对石油天然气的副产品只是简单燃烧，这对环境有害，因此，新方法的应用也具有很好的环保价值。

    据悉，研究人员计划进一步研究激光熔化新复合粉末的最佳条件，并开发用于合成产品的后处理和工业用途的技术。