I mbainistíocht theirmeach agus seoltacht leictreach, tá sé ríthábhachtach go mbeadh an cumas páirteanna copair (Cu) a mhonarú atá lán-dlúth, seoltach go teirmeach/go seoltach agus a bhfuil airíonna meicniúla den scoth acu. Soláthraíonn déantúsaíocht bhreiseáin (AM), nó priontáil 3D, deis gan fasach páirteanna Cu a tháirgeadh le céimseataí casta. Mar sin féin, tá Cu íon an-fhrithchaiteach ar léasair infridhearg, agus mar sin is gnách go mbíonn porosacht ard ag páirteanna Cu íon a phriontáiltear le trealamh déantúsaíochta breiseáin léasair a úsáidtear go coitianta, rud a laghdaíonn a seoltacht meicniúil agus teirmeach / leictreach. Cé gur féidir le hard-dlúis páirteanna copair íon a tháirgeadh trí threalamh déantúsaíochta breiseán atá feistithe le léasair glas gearrthonnta nó bíomaí leictreon, tá neart íseal nádúrtha copair íon agus a neamhábaltacht chun seasamh in aghaidh softening teirmeach cosc ar chur i bhfeidhm léasair páirteanna copair mhonaraítear breiseán ag. ualaí meicniúla arda agus teocht ard.
D'fhonn na fadhbanna thuas a réiteach, chuir foireann an Ollaimh Xingxing Zhang ó Ollscoil Queensland, an Astráil, i gcomhar leis an Ollamh Christopher Hutchinson ó Ollscoil Monash, an tOllamh Julie Cairney ó Ollscoil Sydney, an tOllamh Miao-Quan Li ó Ollscoil Polaiteicniúil an Iarthuaiscirt, tá an tOllamh Xiaoxu Huang ó Ollscoil Chongqing, an tOllamh Jesper Henri Hattel ó Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Danmhairge, agus an tOllamh Mark Easton ó Ollscoil RMIT, ag obair le chéile chun páirteanna copair a tháirgeadh le dlús ard. Chomhoibrigh an tOllamh Mark Easton, Ollscoil RMIT, agus foirne eile chun straitéis dearaidh a mholadh le haghaidh priontáil 3D ar chopar ard-neart agus ard-seoltacht. Is í an eochair don straitéis dearadh ná cáithnín breiseán a roghnú atá measctha go haonchineálach leis an bpúdar copair íon chun a chinntiú go bhfeabhsaítear ionsú léasair an chopair íon nuair a idirghníomhaíonn an léasair leis an púdar. Ina theannta sin, scaiptear na cáithníní breiseáin sa mhaitrís copair trí thuaslagadh isteach sa linn leá nuair a bhíonn an púdar leáite agus ag ath-réamhshamhlú le linn an tsoladaithe, rud a neartaíonn an copar gan a seoltacht theirmeach / leictreach a laghdú go suntasach. Is iad seo a leanas na critéir scagtha le haghaidh na gcáithníní breiseáin: (1) ba cheart go mbeadh tuaslagthacht soladach na gcomhpháirteanna de na cáithníní copair íosta chun a n-iarmhairt dhíobhálach ar sheoltacht teirmeach/leictreach a íoslaghdú agus chun an poitéinseal d'athdheisiú na nanacháithníní a uasmhéadú. soladú ; (2) ba cheart go mbeadh leáphointe íseal ag na cáithníní chun a leá isteach sa linn leáite a éascú agus chun an poitéinseal a bhaineann le garbhú na nanacháithníní athdheisithe a lagú le linn an tsoladaithe; (3) ba chóir go mbeadh pointe fliuchta íseal ag na cáithníní sa chopar leachtach, ba cheart go mbeadh uillinn fliuchta íseal acu chun ceirtleán na nanacháithníní athdheisithe i gcopar leachtach a chosc. Bunaithe ar an smaoineamh dearaidh seo, fuair muid amach go gcomhlíonann lanthanum heicseabóríd (LaB6) na critéir thuas. Trí rianmhéideanna nanacháithníní LaB6 a chur leis, baineadh amach copar ard-dlúis agus ardfheidhmíochta agus a chuid páirteanna geoiméadrach casta trí mhonarú breiseáin léasair.
Foilsíodh an obair ghaolmhar san irisleabhar barr idirnáisiúnta Nature Communications faoin teideal "Déantúsaíocht copar ard-neart agus seoltacht ard le comhleá leaba púdar léasair". Cumarsáid. Is iad an Dr Yinggang Liu (anois ina ollamh i Scoil na hAerloingseoireachta, Ollscoil Polytechnical an Iarthuaiscirt) agus an Dr. Jingqi Zhang ó Ollscoil Queensland na comhchéadúdair, agus is iad an tOllamh Mingxing Zhang ó Ollscoil Queensland, an Dr. Ranming Niu de chuid Ollscoil Sydney, agus an tOllamh Christopher Hutchinson ó Ollscoil Monash na húdair chomhfhreagracha.
Íomha.
Cuireann déantúsaíocht bhreiseáin (AM), nó priontáil 3D, ar chumas páirteanna copair atá casta go geoiméadrach a mhonarú go tapa agus tá raon leathan feidhmeanna aige i mbainistíocht theirmeach agus seoltacht leictreach. Mar sin féin, tá copar íon bog, agus is gnách go mbíonn páirteanna clóite 3D le porosity ard mar thoradh ar a fhrithchaiteacht ard do léasair infridhearg, rud a laghdaíonn a bhfeidhmíocht. Cé gur féidir le déantúsaíocht bhreiseáin ag baint úsáide as léasair ghlasa nó bíomaí leictreon páirteanna copar íon a phriontáil le dlús ard, cuireann neart íseal nádúrtha copair íon ag teocht an tseomra agus a neamhábaltacht chun seasamh in aghaidh softening teirmeach teorainn le cur i bhfeidhm páirteanna copair a mhonaraítear le breiseáin faoi réir ualaí meicniúla ard agus ard. teochtaí. Trí eilimintí mar Cr, Co, Fe, agus Zr a chur le copar íon trí chóimhiotal a dhéanamh, féadann sé ionsú léasair a mhéadú agus an tsubstráit a neartú, ach laghdaíonn an modh seo seoltacht theirmeach / leictreach copair go suntasach mar gheall ar a dtuaslagthacht ard soladach i gcopar. Cur chuige eile is ea cáithníní seachtracha (Al2O3, TiB2, etc.) atá do-mheasctha le copar íon a chur leis chun an copar a neartú agus seoltacht ard teirmeach / leictreach á chothabháil. Mar sin féin, go praiticiúil, mar gheall ar cheirtleán nanacháithníní, bíonn sé thar a bheith deacair neartú suntasach a fháil gan cur isteach ar an lamháltas insínteachta agus damáiste. Mar thoradh air sin, féadann cóimhiotalú nó cur le cáithníní seachtracha neamh-chomhoiriúnacha neart a mhéadú agus airíonna ionsúcháin léasair a fheabhsú, ach de ghnáth bíonn laghdú suntasach ar sheoltacht agus ar insínteacht teirmeach/leictreach. .
Anseo, léirímid modh déantúsaíochta breiseán léasair chun páirteanna copair ard-dlúis, ardfheidhmíochta a ullmhú trí mhéid beag de nanacháithníní lanthanum heicsaboride (LaB6) a chur le púdar copair íon trí chomhleá leaba púdar léasair (L-PBF). Is í an eochair don mhodh seo ná cáithníní oiriúnacha a thabhairt isteach sa chopar íon a fheabhsaíonn ionsú léasair an chopair íon, agus ina dhiaidh sin díscaoileadh sa linn leá agus aife le linn soladú. Roghnaíodh LaB6 bunaithe ar a ionsú léasair ard, seoltacht leictreach maith, pointe leá íseal, agus uillinn fliuchta íseal le copar leachtach.Tá ról déach ag LaB6. Gcéad dul síos, feabhsaíonn sé an ionsú léasair de chopair íon, rud a bhfabhar comhleá níos fearr ar an púdar. Ar an dara dul síos, ní hamháin go gcuireann a chumas leá le linn comhleá púdair agus ina dhiaidh sin athdhúchadh mar nanacháithníní idirleata le linn an tsoladaithe neart an ábhair, ach coimeádann sé níos mó insínteacht agus seoltacht ard teirmeach/leictreach.1wt% LaB6-taispeántais chopair dópáilte. neart toraidh de 346.8 MPa, 3.7 huaire níos airde ná an copar íon, chomh maith le insínteacht briste 22.8%, 98.4%, agus seoltacht ard teirmeach/leictreach de 1.4% 1wt% LaB6-copar dópáilte is iarrthóir maith é freisin don IACS (Scéim Idirnáisiúnta Copar Píona Annealed). Seoltacht leictreach IACS (Caighdeán Copper Annealed Idirnáisiúnta), seoltacht theirmeach de 387 W/mK, agus friotaíocht den scoth le maolú ag 1050 céim, atá gar do leáphointe copair íon. Ina theannta sin, léirítear sa staidéar seo freisin infheidhmeacht an mhodha maidir le codanna geoiméadracha casta. Líonann an copar dópáilte LaB nua-fhorbartha bearna thábhachtach i bpriontáil cóimhiotail 3D agus tá sé oiriúnach le haghaidh ualaí meicniúla arda agus timpeallachtaí ardteochta. Ós rud é go n-úsáidtear nanacháithníní atá scaipthe go haonfhoirmeach go coitianta chun ábhair mhiotalacha a neartú, is féidir an straitéis dearaidh seo maidir le haisghabháil ar leá agus soladú a leathnú chuig córais cóimhiotail eile chun ábhair ardfheidhmíochta atá réidh le haghaidh priontála a fhorbairt.
Fíor 1 Torthaí tástála micreastruchtúr agus frithchaiteachta léasair de chopar íon agus LaB6-dópáilte arna ullmhú ag leá leaba púdair léasair
Fíor 2 Anailís nanacháithníní ar chopar dópáilte LaB arna ullmhú ag leá leaba púdair léasair
Fíor 3 Tréithriú eiliminteach APT de chopar dópáilte LaB6 arna ullmhú ag leá leaba púdar léasair
Fíor 4 Airíonna meicniúla agus torthaí tástála seoltachta leictreach LaB6-copar dópáilte arna ullmhú ag leá leaba púdair léasair.
Fíor 5 Torthaí tástála comhbhrúite de phocanna copair dhopáilte LaB6 arna n-ullmhú ag leá leaba púdar léasair
