微觀激光熔覆技術加工金屬合金如何重組：成功連接的要素

高功率激光器可以有選擇持切割和連接金屬制品，在今天的制造業中變得越來越重要。來自于新加坡制造技術研究所A*STAR的Yingchun Guan和她的同事們已經開發出了一項新技術，到底熔融元素如何汽化并如何在激光產生的羽流表面運動，發現可以改善添加劑制造技術，常用于打印三維物體。

研究人員正在研究鎂鋁3D打印植入材料的可行性，因為它們質輕，堅韌且具有生物相容性。Z近，來自A＊STAR的研究團隊證實這些合金的激光表面重熔能改善它們的耐蝕性能，它是鋁的濃度在表面顯著提高的結果。然而，將初始合金的成分與激光后Z終產品的成分聯系起來，因為在激光產生的蒸汽粒子云狀羽流中會發生許多反應。

Guan和她的團隊設計了一個新的實驗裝置（a new experimental setup），這種裝置可以量化哪些熔融合金元素被到激光羽流（laser plume）中。她們定位一個薄的硅基板，使之垂直于鎂鋁合金，離激光射擊點（laser firing point）只有幾毫米距離。激光脈沖產生的羽流沉積到硅基表面上。

當研究人員采用SEM檢測沉積物時，他們看到一些相的清晰證據，液體和氣化粒子混合物被激光沖擊拋出。這些液體沉積物呈現硅晶片的許多部分不適合于定量分析。

但通過結合SEM的元素識別能力和飛行時間質譜，研究團隊制作了一個“質量分辨圖”，將羽流中的汽態第二相粒子的分布進行了重建。

質量分辨圖像表明，鎂離子Z終以較高的濃度彌散分布在羽流中。相比之下，在接近激光射擊點近場區域的中間鋁離子數量提高。分析表明鋁在羽流中比鎂飛行得遠，這是因為它們在近場區域中有很高的遷移率

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