ZrO₂/SiC复合掺杂增韧Al₂O₃基陶瓷件的激光近净成形方法

摘要

本发明公布了一种ZrO2/SiC复合掺杂增韧Al2O3基陶瓷结构件的激光近净成形方法，利用激光快速成形系统对掺杂一定比例ZrO2、SiC粉末的Al2O3陶瓷粉末进行激光近净成形，具体步骤是：将一定比例的ZrO2、SiC陶瓷粉末与Al2O3粉末混合烘干后放入送粉器，激光加工头与激光器通过传输光纤或透镜组连接，并以惰性气体作为送粉和保护气体，通过数控程序控制激光加工头的连续移动，在基板上实现复相陶瓷结构件的激光近净成形。本发明通过ZrO2的相变增韧作用及SiC的颗粒掺杂增韧作用的叠加效应，可以有效改善材料的微观组织，协同提高Al2O3材料的断裂韧性。

主权项

ZrO2/SiC复合掺杂增韧Al2O3基陶瓷件的激光近净成形方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、选择直径为20~90 μm的Al2O3球形粉末，掺杂同样粒度和同样形状的ZrO2粉末及SiC粉末，混合均匀并干燥处理后将其放入送粉器；B、调整激光加工头使粉末流焦点位于基板表面并与激光焦点重合；C、调整激光功率密度为105~106W/cm2，扫描速度为200~500mm/min，送粉量为1.5~3.5g/min，保证成形过程中Al2O3及ZrO2粉末熔化而保留SiC粉末处于未熔或部分熔化状态；D、打开惰性气体为成形加工提供送粉动力和保护气体，先后启动送粉器和激光器，按照设定轨迹逐层进行成形加工；E、每层加工完后，激光加工头提升单层厚度距离，进行下一层成形，最终通过逐层叠加完成结构件。