[发明专利]壁状Al2

权利要求书

1.一种壁状Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷的激光熔化成形方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，原料准备；

将按共晶配比充分混合均匀的Al₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂陶瓷粉末制备成粒径分布为30～100μm的球形粉末颗粒；

所述共晶配比为：Al₂O₃粉末为58％，Gd₂O₃粉末为19％，ZrO₂粉末为23％；

所述比例为摩尔百分比；

步骤2，装料；

将得到的球形粉末颗粒装入送粉器的送粉桶中备用；

步骤3，激光熔化成形；

利用激光近净成形方法，将得到的球形粉末颗粒熔化凝固并层层堆积成形，制备壁状Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷，具体制备过程为：

第一步，开启井式预热炉，并在该预热炉内放置Al₂O₃基板，并使该Al₂O₃基板位于激光喷头的正下方；将该Al₂O₃基板加热至700℃；

第二步，设定工艺参数；

第三步，制备壁状Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷；以激光喷头当前所在位置作为起点；开启激光器及送粉器；激光束经由激光喷头输出并辐射到Al₂O₃基板表面，Al₂O₃基板通过吸收激光能量熔化并形成熔池，并随激光喷头的移动而延伸；同时，球形粉末颗粒通过激光喷头被送入所述熔池内并熔化；当激光束离开后，熔池内熔体温度下降并凝固形成所述壁状Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷中的第一层Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷；

当激光喷头运动完一个扫描距离后，激光喷头上移一个单层提升高度，随后再向起点方向直线运动，在得到的第一层Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷的表面继续扫描；扫描中，所述第一层Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷的表面熔化形成随激光喷头的移动而延伸的熔池；同时，球形粉末颗粒通过激光喷头被送入所述熔池内并熔化；当激光束离开后，熔池内熔体温度下降并凝固形成第二层Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷；

重复所述制备第一层Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷和第二层Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷的过程，直至完成设计的制备层数，得到Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷试样；

步骤4，壁状Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷的试样的补偿降温；

通过激光喷头的逐步降温，对所述Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷试样进行补偿降温，具体是：

运行完预先设定的加工层数后，关闭送粉器，激光喷头以1000mm/min的速度上移10mm并保持该高度，并使该激光喷头沿所述得到的Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷试样的上表面做直线往复运动，对该Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷试样的上表面进行扫描；扫描中，所述激光喷头每运动一个单程的扫描长度，激光功率即减小10W，直至激光喷头的激光功率降至50W；通过所述激光喷头在扫描过程中逐渐降低激光功率，对逐步降温中的Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷试样进行温度补偿，使该Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷试样的温度逐步降低，从而减小冷却过程中的热应力，抑制裂纹的形成；

所述补偿降温过程中，激光喷头的激光功率为200～400W，扫描速率为48～192mm/min，扫描长度为2～4mm；

当所述激光功率降至50W后，关闭激光器，关闭预热炉，基板及基板上的成形样件随预热炉一起自然冷却，得到壁状Al₂O₃-GdAlO₃-ZrO₂三元共晶陶瓷。