近期，我校激光加工機(jī)器人國際科技合作基地王艷虎博士（第一作者）、陳希章教授（通訊作者）與西伯利亞國立工業(yè)大學(xué)合作，材料科學(xué)領(lǐng)域Top期刊《Materials Science and Engineering: A》上發(fā)表題為“Research on plasma arc additive manufacturing of Inconel 625 Ni-Cu functionally graded materials”(等離子弧增材制造Inconel 625 Ni-Cu功能梯度材料的研究)的學(xué)術(shù)研究性論文。

功能梯度材料在近些年發(fā)展迅速，在航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、傳感器和能源領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。然而目前功能梯度材料有兩大類：薄膜/涂層和塊狀。目前，隨著社會多樣化的發(fā)展，具有復(fù)雜幾何形狀的功能梯度材料備受青睞，然而傳統(tǒng)的方法很難制備，并且往往會產(chǎn)生氣孔，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量并增加成本。而增材制造作為一種新興技術(shù)，為解決傳統(tǒng)方法的弊端提供了一種有效的方法。 它提供了對成分和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部控制的潛力，并且可以產(chǎn)生具有多維和方向梯度結(jié)構(gòu)的復(fù)雜功能梯度材料。

本文利用目前成熟的Inconel625絲材和純銅（99.9%）焊絲為原材料，利用等離子弧為熱源，通過調(diào)整送絲速度改變合金中的成分，從而制備出成分連續(xù)變化，功能梯度改變的功能梯度材料。尤其是本文利用銅的高生長限制因子Q作用，克服了增材制造過程中固有的柱狀晶缺陷，為增材制造打開了一扇大門，并且為制備低成本制備復(fù)雜功能梯度部件打下了基礎(chǔ)。