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NUST MISIS的科學(xué)家們提出了一種生產(chǎn)超高純度氧化鋁(UHPA)的先進(jìn)方法，這種方法可以使3D打印鋁復(fù)合材料的強(qiáng)度增加一倍，并將這些產(chǎn)品的特性提高到鈦合金的質(zhì)量。所研制的3D打印改性劑可用于航空航天工業(yè)的產(chǎn)品。

航空航天、海洋和醫(yī)療行業(yè)正在利用鈦、鋁和鋼鐵3D打印的重量、時(shí)間和成本優(yōu)勢(shì)。鋁重量輕(密度2700公斤/立方米)，可塑，彈性模量約70 MPa。這是行業(yè)對(duì)適合3D打印的金屬的主要要求之一；然而，鋁本身并沒有足夠的強(qiáng)度或堅(jiān)固性：即使是合金硬鋁的抗拉強(qiáng)度也是500mpa，布氏硬度HB為20kgf /mm2。

以氮化物和氧化鋁為基礎(chǔ)，通過(guò)燃燒得到的改性前驅(qū)體已成為新型復(fù)合材料的基礎(chǔ)。NUST MISiS團(tuán)隊(duì)的研究使用了純度為99.7%的鋁顆粒。通過(guò)氧化，與堿反應(yīng)，隨后的鹽酸處理和1450℃的熱煅燒，UHPA中雜質(zhì)，特別是鐵雜質(zhì)的總濃度降低，而堿金屬（K，Na，Li）的濃度則相反，增加了。

研究人員研究了后續(xù)酸和熱處理后雜質(zhì)濃度的演變過(guò)程，發(fā)現(xiàn)所提出的方法可以分別從初始純度為99.70%和99.99%的鋁球中生產(chǎn)出純度為99.99%和99.999%的UHPA。

鈦的強(qiáng)度大約是鋁的六倍，所以這種先進(jìn)的方法產(chǎn)生的3D打印鋁復(fù)合材料的強(qiáng)度是鈦的三分之一。研究人員詳細(xì)介紹了這項(xiàng)技術(shù)，并將研究結(jié)果發(fā)表在科學(xué)期刊《可持續(xù)材料與技術(shù)》(Sustainable Materials and Technologies)上。

NUST MISIS有色金屬和黃金學(xué)系的Alexander Gromov教授解釋說(shuō):“我們已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)來(lái)強(qiáng)化3D打印得到的鋁基復(fù)合材料，我們還通過(guò)燃燒鋁粉獲得了創(chuàng)新的前體改性劑?！薄叭紵a(chǎn)物-氮化物和氧化鋁-是專門為燒結(jié)支化表面與過(guò)渡納米分子之間形成的制備。這是表面的特殊性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，允許粒子牢牢地附著在鋁基體上，從而使得到的復(fù)合材料的強(qiáng)度增加一倍。

據(jù)研究人員介紹，該方法的優(yōu)點(diǎn)是成本低、實(shí)用性強(qiáng)。目前，該團(tuán)隊(duì)正在新技術(shù)的幫助下測(cè)試原型。