[发明专利]选择性激光熔化制备圆柱状Al2

权利要求书

1.一种选择性激光熔化制备圆柱状Al₂O₃-GdAlO₃二元共晶陶瓷的方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，制备共晶组分的Al₂O₃-Gd₂O₃球形混合粉末材料；

步骤2，建立圆柱体模型：

通过Magics预处理软件建立所述圆柱体模型；

所述圆柱体模型的几何中心位于PLD激光脉冲沉积装置加工平台坐标系的(75,75,2)处；

对建立的圆柱体模型的横截面进行分层切片；所述切片的厚度为0.03mm；切片时，以所述圆柱体模型与所在PLD激光脉冲沉积装置加工平台表面接触端为起点，沿该圆柱体模型的轴向自下而上依次分层切片，直至达到圆柱体模型的顶端，依次得到第一切片层、第二切片层、第三切片层、……、第n切片层；

步骤3，确定各切片层激光扫描路径：

依次在第一切片层至第八切片层的表面设置激光扫描路径；所设定的激光扫描路径均为“之字形”；所述第一切片层至第八切片层的激光扫描路径均相同；后一切片层上的激光扫描路径在前一切片层的基础上顺时针旋转45°；八个所述切片层的激光扫描路径形成360°的一个扫描周期；

步骤4，设置扫描参数；

所述扫描参数包括激光功率和扫描速率；表面层的扫描参数与其余各粉末层的扫描参数不相同；

确定表面层的激光功率为160～185W，扫描速率为330～370mm/s；确定其余各粉末层的激光功率为120～145W；扫描速率为313～360mm/s；

步骤5，进行选择性激光熔化试验；

采用PLD激光脉冲沉积装置进行选择性激光熔化试验；

选择性的扫描是对位于扫描区域e内的粉末扫描后熔化并凝固成为陶瓷试样；扫描区域外的粉末不扫描，保持粉末状态；所述扫描区域e是各分层切片的表面范围；以步骤3中设定的各切片层的激光扫描路径作为选择性激光熔化试验中各凝固层的激光扫描路径；

通过所述PLD激光脉冲沉积装置中的CO₂激光器，以步骤4中设定的扫描参数，进行选择性激光熔化；具体加工过程为：第一步，将尺寸为100×100×10mm³、纯度为95％的Al₂O₃陶瓷基板放置在水平固定的PLD激光脉冲沉积装置加工平台中央，所述Al₂O₃陶瓷基板水平无晃动，以确保刮刀能在Al₂O₃陶瓷基板上铺设均匀平整的粉末层；

第二步，移动刮刀至所述Al₂O₃陶瓷基板上方，并使该处刮刀位于所述PLD激光脉冲沉积装置加工平台坐标系X轴的400～500mm之间；

第三步，将步骤1中得到的混合粉末放入PLD激光脉冲沉积装置的送粉平台内并通过刮刀将粉末表层刮平，完成在Al₂O₃陶瓷基板表面第一层粉末的铺设；第一层粉末的铺层厚度为0.1mm；

第四步，洗气；关闭PLD激光脉冲沉积装置的舱门并打开保护气体阀门，开始洗气；保护气体为氩气，压力为0.5MPa；保持洗气状态至试验结束；

第五步，进行选择性激光熔化试验；所述选择性激光熔化试验依次分层进行，直至各凝固层的层数与切片层的层数相同；得到Al₂O₃-GdAlO₃二元共晶陶瓷；

至此，完成Al₂O₃-GdAlO₃二元共晶陶瓷的制备。