01
סקירת נייר
הייצור של סגסוגות אלומיניום קלות משקל ו-גבוהות באמצעות Laser Powder Bed Fusion (LPBF) הסתמכה רבות על יסודות סגסוגת יקרים-כגון סקנדיום וזירקוניום-כדי להשיג חוזק גבוה; תלות זו הפריעה מאוד ליישום התעשייתי הנרחב שלהם. למרות שתוספת של חלקיקים-בעלות נמוכה (למשל, TiB2, TiC) יכולה, במידה מסוימת, לעדן את מבני הדגנים ולשפר חוזק, אסטרטגיה זו של שילוב חלקיקים אקסוגניים מתמודדת לעתים קרובות עם אתגרים כמו צבירה של חלקיקים, פיזור לא- אחיד, והתקשרות מישורית גרועה, וכתוצאה מכך תכונות מיקרו-מכניות נפגעות והומומיות. כדי לטפל בסוגיה זו, המחקר הנוכחי מציע אסטרטגיה חדשנית המייתרת את הצורך באלמנטים יקרים. על ידי מינוף שיפוע הטמפרטורה הקיצוניים ולחצי הרתיעה המושרים בלייזר- הטבועים בתהליך ה-LPBF, החוקרים השיגו את הסינתזה *in-situ* של ננו-מוזיקלי MgAlB4 צפופים ומפוזרים באופן אחיד בתוך מטריצת סגסוגת אלומיניום AA2024. מאמר זה נועד לחסל סדקי התמצקות ונקבוביות-ובכך להשיג צפיפות כמעט מלאה-באמצעות הדור *in-situ* של ננו-נושונים חד-ממדיים-. יתרה מזאת, על ידי ניצול מיחס הגובה-רוחב הגבוה והחיבור הממשק החזק של שפם אלו, המחקר מבקש לשפר באופן משמעותי הן את החוזק והן את המשיכות של הסגסוגת, ובכך לפרוץ את מחסום ה-הסחר- ארוך השנים בין ביצועים לעלות בתחום ייצור תוספי סגסוגת אלומיניום.
02
סקירת טקסט מלאה
בטיפול בפגמים מובנים-כגון גרגירים עמודים גסים, סדקים חמים ונקבוביות גבוהה-הנתקלים בדרך כלל בסגסוגות אלומיניום מסחריות-חוזקות גבוהות המיוצרות באמצעות לייזר Powder Bed Fusion (LPBF), מחקר זה מציע מסלול חדשני של{3}המסלול{3} סגסוגות אלומיניום מחוזקות עם שפם-. על ידי שילוב כמויות עקבות של אבקת בורון אמורפית באבקת AA2024, ומינוף קצבי הקירור המהירים ולחצי ההיתוך-הגבוהים של רתיעה (עד 40 MPa) האופייניים לתהליך LPBF. מסונתז בהצלחה *in-situ* בתוך מטריצת האלומיניום. פועלים כאתרי גרעין הטרוגניים, השפם החד-מימדי המפוזרים באופן אחיד- אלה גרמו לשינוי במורפולוגיה של הדגנים: מגרגרים עמודים גסים של עשרות מיקרומטרים ברוחב לגרגרים אולטרה-עדינים שוות-צירים בגודל ממוצע של כ-1.3 עד 1.5 מיקרומטר. טרנספורמציה זו ביטלה לחלוטין סדקי התמצקות, וכתוצאה מכך צפיפות סגסוגת של 99.991%. לגבי המנגנונים המכניים הבסיסיים, מבנה הרשת המעיין-הרציף שנוצר על ידי השפם לא רק הקל על אחסון והתפשטות של נקעים אלא גם אפשר לנקעים לעקוף את השפם בכיוון מאונך לצירים שלהם, ובכך למעשה להפחית את ריכוזי המתח. תוצאות ניסוי מראות שהסגסוגת משיגה חוזק מתיחה אולטימטיבי (UTS) של כ-610 MPa והתארכות אחידה של 8.0%; בנוסף, הוא מציג תכונות תרמו-מכניות-גבוהות במיוחד בטווח של 150 מעלות עד 250 מעלות. מחקר זה מציע פתרון מבטיח וניתן להרחבה לפיתוח של סגסוגות אלומיניום בעלות-נמוכה ובעלות ביצועים גבוהים באמצעות ייצור תוסף.
03
**ניתוח חזותי**
איור 1 ממחיש את תהליך הייצור של המרוכב MgAlB4w/AA2024 ואת האפיון המדויק של הפגמים הפנימיים שלו. המחקר השתמש בשיטת פיזור מכאני תלת מימדי לציפוי אחיד של אבקת בורון אמורפית על פני השטח של חלקיקי אבקת AA2024 לפני הדפסת LPBF. סריקות תלת-ממד השוואתיות המתקבלות באמצעות ננו-CT חושפות בבירור שהחלק הפנימי של סגסוגת ה-AA2024 הבלתי מטופלת, העשויה LPBF-, זרוע סדקים מקרוסקופיים ונקבוביות גדולות הנמשכות לאורך כיוון הבנייה, וכתוצאה מכך נפח פגמים גבוה של 4.698%. לעומת זאת, בעקבות סינתזה *in-situ* של MgAlB4 nanowhiskers, הסדקים הפנימיים בתוך הסגסוגת בוטלו לחלוטין; נותרה רק כמות זניחה של נקבוביות כדוריות דקות, ובכך השיגה צפיפות כמעט מלאה של 99.991%.
