铜基复合材料中钽的纳米尺度碎片化：基于增材制造的研究
材料科学
2025-02-10 v1 应用物理
摘要
immiscible 系统制造中的最大挑战在于相分散和复合材料基体内的非均匀性。增材制造由于在工艺过程中实现的高冷却速率，具有潜在的克服这些困难的能力。本文开发了基于铜的增强钽复合材料，这些材料是使用粉末床熔融 (PBF-M) 技术制造的。利用钽在该过程中具有高熔点这一独特优势，使其能够以粒子形式保留在复合材料中，从而 contrib ute to its mechanical and surface/wear properties。PBF-M 在激光作用下通过表面粗化过程将微米级钽粒子原位碎片化为纳米粒子，从而增强了其机械和磨损性能。通过多尺度数值模型解释了 Cu-Ta 复合材料的微观结构演化。通过分子动力学仿真验证了增强屈服强度以及钽颗粒的动力学行为。Cu-5wt%Ta 的最大屈服强度为 80 MPa。添加钽还显著改善了复合材料的磨损性能。当前结果可用于开发复杂形状、高能效的铜基复合材料。
引用
@article{arxiv.2502.04373,
title = {Nano-size fragmentation of Tantalum in Copper composite using additive manufacturing},
author = {Rakesh Das and Pawan Kumar Dubey and Raphael Benjamim de Oliveira and Douglas S. Galvao and Indranil Manna and Sameehan S. Joshi and Peter Samora Owuor and Leonardo D. Machado and Nirmal Kumar Katiyar and Suman Chakraborty and Chandra Sekhar Tiwary},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.04373},
year = {2025}
}