奧(ao)龍(long)X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)儀助力沈陽(yang)工業(ye)大(da)學張(zhang)凱(kai)教(jiao)授(shou)團隊(dui)激(ji)光(guang)粉末床融合(he)技(ji)術研(yan)究(jiu)突破

在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)與(yu)生(sheng)物醫(yi)學領(ling)域，TC4 鈦(tai)合(he)金憑(ping)借(jie)優異(yi)的力學性能和生(sheng)物相(xiang)容(rong)性備受(shou)青睞(lai)。然(ran)而，其高熔點、低(di)導熱率的(de)特(te)性使得傳統(tong)加(jia)工難(nan)以(yi)制(zhi)備復雜結(jie)構。近(jin)年來(lai)，激(ji)光(guang)粉末床熔融（LPBF）技(ji)術為(wei) TC4 成型帶來突破，但(dan)如何(he)精準調控能量密度以(yi)優化材料(liao)性能，仍是(shi)行(xing)業(ye)攻(gong)關重點。沈陽(yang)工業(ye)大(da)學張(zhang)凱(kai)教(jiao)授(shou)團隊(dui)，在(zai)《Journal of Manufacturing Processes》發(fa)表重(zhong)要(yao)成果，借(jie)助奧(ao)龍(long) AL-Y3500型號(hao)X射(she)線衍(yan)射(she)儀（XRD）揭示(shi)了(le)能量密度對(dui) TC4 合(he)金相(xiang)組成、微觀結(jie)構及宏觀性能的影響(xiang)機制(zhi)，為(wei) LPBF工藝(yi)優(you)化提供了關鍵(jian)技(ji)術路徑。

X射(she)線衍(yan)射(she)儀：解鎖(suo)相(xiang)組(zu)成與(yu)結(jie)構演(yan)變的(de) “顯微鏡"。在(zai) LPBF 過(guo)程中(zhong)，能量密度通過(guo)影響(xiang)熔池動(dong)態行(xing)為(wei)和冷(leng)卻(que)速(su)率，決定(ding)了(le) TC4 合(he)金的(de)相轉(zhuan)變和晶體(ti)生(sheng)長(chang)。張(zhang)凱(kai)教(jiao)授(shou)團隊(dui)利用(yong)奧(ao)龍(long) AL-Y3500 型X射(she)線衍(yan)射(she)儀，對(dui)不同能量密度下(xia)的樣(yang)品(pin)進行(xing)了(le)高(gao)精度相(xiang)組成分析(xi)，成為(wei)破解 “能量 - 結(jie)構 - 性能" 關系的核心(xin)工具(ju)。搭(da)建(jian)了(le) “能量密度 - 相(xiang)組成 - 微觀結(jie)構 - 宏觀性能" 的完整研(yan)究(jiu)鏈條(tiao)，推動(dong) TC4 合(he)金 LPBF 工藝(yi)從(cong) “經驗試(shi)錯" 走向(xiang) “科學設(she)計(ji)"。

通過(guo) XRD 分析(xi)，結(jie)合(he)相對(dui)密度、表(biao)面粗糙(cao)度等指標(biao)，將(jiang)能量密度劃(hua)分為(wei)未熔合(he)區(qu)、球(qiu)化區(qu)、成型良好區(qu)、飛(fei)濺區(qu)和過(guo)熔區(qu)。例(li)如，在(zai)成型良好區(qu)（55.56 J/mm³），XRD 顯示(shi) α/α’相(xiang)濃(nong)度與(yu)納米 β 相(xiang)顆(ke)粒分布(bu)達到(dao)最佳(jia)平衡(heng)，對(dui)應拉(la)伸強(qiang)度 1087.5 MPa、伸長(chang)率 13.73%，遠(yuan)超國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)，驗(yan)證(zheng)了該區(qu)域(yu)工藝(yi)參數的合(he)理性。

“國(guo)產儀器的(de)進步為(wei)科研(yan)提供了有力支撐，" 張(zhang)凱(kai)教(jiao)授(shou)表(biao)示，“奧(ao)龍(long)AL-Y3500 XRD 的(de)高靈(ling)敏度和穩定(ding)性，讓我們(men)能夠捕捉(zhuo)到(dao)相(xiang)組成的細(xi)微變(bian)化，這對(dui)探索(suo)增(zeng)材制(zhi)造(zao)中(zhong)的(de)復雜相變(bian)至關重要(yao)。" 團隊(dui)的研(yan)究(jiu)不僅豐(feng)富了(le) LPBF 技(ji)術的(de)理論體(ti)系(xi)，更(geng)推動(dong)了(le)國(guo)產儀器在(zai)材料(liao)研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)深(shen)度應用(yong)。

科研(yan)離不開先進儀器的(de)支撐，而產學研(yan)的深度融(rong)合(he)，正(zheng)加(jia)速(su)推動(dong) “中(zhong)國(guo)儀器" 走向(xiang)世(shi)界(jie)舞臺(tai)。未來(lai)，隨(sui)著(zhe)增(zeng)材制(zhi)造(zao)技(ji)術的(de)持續發展(zhan)，張(zhang)凱(kai)教(jiao)授(shou)團隊(dui)將(jiang)繼(ji)續深耕(geng)能量密度調(tiao)控、微觀結(jie)構設(she)計(ji)等領(ling)域，為(wei)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)、生(sheng)物醫(yi)學等領(ling)域的(de)關鍵材料(liao)制(zhi)備提供更(geng)多(duo) “中(zhong)國(guo)方(fang)案(an)"。