微观激光熔覆技术加工金属合金如何重组：成功连接的要素

高功率激光器可以有选择持切割和连接金属制品，在今天的制造业中变得越来越重要。来自于新加坡制造技术研究所A*STAR的Yingchun Guan和她的同事们已经开发出了一项新技术，到底熔融元素如何汽化并如何在激光产生的羽流表面运动，发现可以改善添加剂制造技术，常用于打印三维物体。

研究人员正在研究镁铝3D打印植入材料的可行性，因为它们质轻，坚韧且具有生物相容性。Z近，来自A＊STAR的研究团队证实这些合金的激光表面重熔能改善它们的耐蚀性能，它是铝的浓度在表面显著提高的结果。然而，将初始合金的成分与激光后Z终产品的成分联系起来，因为在激光产生的蒸汽粒子云状羽流中会发生许多反应。

Guan和她的团队设计了一个新的实验装置（a new experimental setup），这种装置可以量化哪些熔融合金元素被到激光羽流（laser plume）中。她们定位一个薄的硅基板，使之垂直于镁铝合金，离激光射击点（laser firing point）只有几毫米距离。激光脉冲产生的羽流沉积到硅基表面上。

当研究人员采用SEM检测沉积物时，他们看到一些相的清晰证据，液体和气化粒子混合物被激光冲击抛出。这些液体沉积物呈现硅晶片的许多部分不适合于定量分析。

但通过结合SEM的元素识别能力和飞行时间质谱，研究团队制作了一个“质量分辨图”，将羽流中的汽态第二相粒子的分布进行了重建。

质量分辨图像表明，镁离子Z终以较高的浓度弥散分布在羽流中。相比之下，在接近激光射击点近场区域的中间铝离子数量提高。分析表明铝在羽流中比镁飞行得远，这是因为它们在近场区域中有很高的迁移率

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