广东省app院智能制造研究所研究员毕贵军团队与新加坡南洋理工大学、澳大利亚斯威本科技大学等科研人员合作，利用TiC颗粒原位抑制氧化提高增材制造材料性能的新方法。相关研究发表于Materials Science & Engineering A。张理为该论文第一作者，毕贵军为第一通讯作者。

氧化问题是增材制造过程中常见的问题之一，严重的氧化会导致金属材料性能（尤其是韧性）变差。直接能量沉积法（Directed Energy Deposition, DED）是主要的增材制造方法之一，由于其整个过程在开放环境中进行，因而在打印过程中更容易产生氧化。目前，科研人员主要是通过优化参数、优化保护气体的防护效果等方法来避免氧化，但效果并不理想。

在该项研究中，科研人员利用TiC颗粒对激光的高吸收率以及与氧气的原位反应，成功抑制了激光辅助增材制造（Laser Aided Additive Manufacturing, LAAM）过程中的氧化，并提高了材料的力学性能。研究发现，316L粉末在激光辅助增材制造过程中容易与氧气反应生成Si/Mn/Cr的大颗粒氧化物并产生聚集，破坏材料性能。而TiC对激光的吸收率远高于316L，并且更易于和氧气发生反应，产物为CO₂和细小的TiO₂，CO₂逸出熔池而降低氧含量，细小而均匀分布的TiO₂可以起到弥散强化作用，从而提高增材制造材料性能。

该研究为抑制增材制造过程的氧化提供了新方法，采用这种方法制备的316L不锈钢氧含量降低了51.6%，同时韧性提高了54.1%，屈服强度和抗拉强度分别提高了5.6%和11.4%。

相关论文信息：http://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143767