Сплавы меди и серебра перспективны для 3D-печати

Ученые утверждают, что они разработали пригодные для 3D-печати сплавы меди и серебра, которые демонстрируют «превосходные» характеристики по сравнению с доступными в настоящее время.

Исследование проводилось исследовательской группой Аддитивного производства функциональных материалов (AMFM) Университета Вулверхэмптона, входящей в Центр инженерных инноваций и исследований (CEIR).

Это исследование был инициировано в ответ на возросший спрос в отрасли на теплопередающие материалы и устройства для 3D-печати. Команда ученых заявила, что медно-серебряные сплавы обладают значительным потенциалом для создания следующего поколения аэрокосмических, автомобильных и биомедицинских устройств.

Серебро имеет самые высокие характеристики теплопроводности и среди всех металлов, за ним следует медь. Однако высокая отражательная способность и теплопроводные свойства создают проблемы для лазерной 3D-печати из-за отражения лазерной энергии и рассеивания тепла, препятствующих образованию расплава материала.

«Управление температурным режимом является сложной задачей для многих секторов, и даже небольшие улучшения в теплопередаче могут существенно повлиять на сокращение отходов материала при одновременном повышении надежности и срока службы компонентов», - сказал д-р Арун Арджунан, директор CEIR в Университете Вулверхэмптона.

Арджунан добавил, что новые системы, такие как электромобили, радиочастотные системы, мощные светоизлучающие диоды, солнечные элементы и твердотельные лазерные источники света, имеют значительные требования к рассеиванию тепла.

Ведущий исследователь Джон Робинсон объяснил, что на своей предыдущей должности в Cookson Gold, где он занимался разработкой параметров лазерной обработки для 3D-печати драгоценных металлов, он увидел значительный спрос на серебро для приложений терморегулирования.

«Поскольку стерлинговое серебро по сути представляет собой сплав меди с серебром с содержанием серебра 92,5%, оно относительно дорого по сравнению с медью и другими доступными металлическими материалами для 3D-печати», - сказал он. «Однако для дорогостоящих отраслей, таких как аэрокосмическая и космическая, улучшенные характеристики могут оправдать затраты».

По данным группы, медно-серебряные сплавы с 30-процентным содержанием серебра продемонстрировали более высокий предел текучести на 84, 100 и 106 процентов по сравнению с коммерчески доступной медью, технически чистой медью и медью-хромом-цирконием при предельном сопротивлении растяжению. были на 91, 62 и 82 процента выше. Также было показано, что температуропроводность увеличивается на 6,2% при добавлении серебра.

Дальнейшие исследования будут включать 3D-печать трехпериодических минимальных поверхностных структур, напечатанных из меди и серебра. Исследовательская группа также работает над созданием 3D-печати меди и серебра высокой чистоты с повышенной электропроводностью IEC для электромагнитных устройств.

Источник: https://www.theengineer.co.uk/3d-printable-copper-silver-alloys-promise-improved-performance/