光学测量和遥感技术的发展，对激光雷达、光谱仪、扫描仪等空间光学系统中的光机结构件提出了更高的要求
在特殊工作环境条件下服役的光机结构件，对其综合性能的要求较高
同时，还要尽可能地减轻自重和缩短制造时间
Al-Si合金的比重小、刚度高和热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion，CTE)低，广泛应用在航空航天和汽车制造等领域[1~4]
提高Al-Si合金中Si的含量，能在提高其比刚度的同时降低CTE[5]
因此，使用Al-Si合金有望提高光机结构件的结构稳定性和热稳定性[6]
Si含量高于12.6%的Al-Si合金为过共晶合金
用传统铸造制备的过共晶Al-Si合金，在基体中生成的大块状初晶Si严重地将其割裂而使其性能降低，极大地限制了过共晶Al-Si合金的应用[7,8]
为了在保证热物理性能的前提下抑制制备过程中Si颗粒引起的开裂，需将初晶Si颗粒细化[9]
细化初晶Si的有效方式，是控制其形核和生长
在Al-Si合金中加入碱金属元素或稀土元素[10,11]，可显著细化初晶Si组织
但是，添加碱金属会降低熔体的流动性使孔隙率的提高[12]，而这将降低合金的性能
同时，添加稀土元素还会提高生产成本
快速凝固也能细化初晶Si，喷射沉积技术[13]已经用于制备高Si过共晶Al合金
但是，喷射沉积的操作过程较为复杂，特别是不能精确制备复杂构件，后续机械加工还会提高成本
选区激光熔融(Selective laser melting，SLM)是20世纪90年代出现的一种快速成形加工技术[14]，用激光熔化金属粉末后层层堆叠一体化可成形复杂结构件
SLM能完整地支持拓扑优化，灵活地制备晶格点阵等轻质结构[15~17]并降低零部件的重量
但是，Al合金的物理性质如激光反射率高、导热快、缺陷形成倾向大和易氧化等[18]，使SLM的加工难度提高
因此，可选用的合金体系受到了极大的限制
目前，最常用SLM制备的是AlSi10Mg和Al-12Si等近共晶Al-Si合金[6]
用SLM制备Al-Si合金，较高的冷却速度(103~105 K/s)[19]可提高形核速率从而抑制初晶Si生长
Li等[20]用SLM制备Al-12Si合金，利用其快冷特性制备出超细共晶组织，其抗拉强度达到380 MPa，拉伸性能比用传统方式制备的Al-12Si合金更好
SL
声明：
“选区激光熔融Al-30Si合金的微观组织和性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：秦艳利,赵光普,张昊,倪丁瑞,肖伯律,马宗义
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2025年06月20日 ~ 22日 
