激光增材Al2O3–ZrO2陶瓷结构

孔隙定量可控

不同结构（线、面、体）的陶瓷件中孔隙类型与分布被定量解析，为激光增材制造陶瓷的孔隙抑制提供理论基础。

Zhiwen, Liu · Changbao, Ma · Zhengxu, Chang · Zhao, Penghui · 章毅 · Qiang, Wu · Li, Fazhi

Ceramics International 2023

参数信息

线型结构孔隙面积占比（大于10⁴ μm²）

58.33 %

面型结构孔隙面积占比（0–1000 μm²区间）

51.62 %

技术优势

孔隙分布被定量表征

确认 0–1000 μm² 的小孔隙在数量上占绝大多数，而大于 10⁴ μm² 的大孔隙贡献了主要的孔隙总面积。

气孔逃逸机制被阐明

马兰戈尼对流由内向流变为外向流，使气泡更容易从熔池中逸出，为工艺参数调控提供依据。

重熔率被证实是关键因素

线型和体型结构中，沉积层的重熔率对孔隙形成影响显著，重熔和搭接的热累积效应促进气体逸出。

应用场景

• 陶瓷增材制造：用孔隙分布数据反推重熔率和搭接率，调控工艺实现孔隙抑制。
• 陶瓷基复合材料：掌握不同结构孔隙特征，避免在复合界面处留下大孔隙。
• 多孔陶瓷部件：反过来调控孔隙大小和比例，制造特定多孔陶瓷部件。
• 激光微纳加工：利用马兰戈尼对流模式转变，控制微区熔池气泡逃逸。
• 氧化物陶瓷：验证氧化物陶瓷体系在增材制造中的孔隙形成规律。