李阳阳 张邱帅 张洲铭 申豪杰

摘要：本文设计了制备纳米颗粒增强铝粉末的步骤 ，分析了铝合金材料的缺点及在激光沉积加工中出现的问题，建立激光熔化沉积纳米增强铝的成形控制系统，研究了激光熔化沉积纳米增强铝组织演变机理、强化机理和对熔体的热传递和熔体流动的影响机制，得出加入碳化钛纳米颗粒的方式增强铝合金材料的各种性能是可行的。

关键词： 纳米铝合金;演变机理;强化机理;可行

1.设计和制备纳米颗粒增强铝粉末

纳米颗粒增强铝粉的研究路线

1）纳米陶瓷颗粒的选择

基于纳米颗粒的光学性质、润湿性、化学反应性、耐火性和高温下在金属熔液中的溶解度等因素优选纳米颗粒的种类。纳米颗粒种类（碳化物、硼化物、硅化物）及形貌（线形、球形）的选择对微结构性能的改善有着重要的意义。因此，

选择纳米粒子的要求是：

（a） 在加工温度（无或最小化学反应）下熔体热力学稳定;

（b） 基体合金与纳米粒子之间有良好的界面结合;

（c） 至少一维小于 100nm;（d）商业化或易于合成。

TiC 或 TiB2 纳米颗粒基本满足上述选择标准且有商业前景，因此本项目拟采用 TiC 或 TiB2 纳米作为铝粉的增强相。

2）纳米颗粒增强铝粉的制备

拟采用熔盐辅助自渗入法制备纳米颗粒增强铝粉。基本制备流程如下：

（a）将 NaCl/LiCl 盐粉末、纳米颗粒和 Al 微粒在机械振荡器中进行搅拌混合;

（b）在氩气保护下放入坩埚进行加热熔融后继续在氩气保护环境下冷却;

（c）将冷却样品在蒸馏水中反复溶解过滤收集粉末;