具有復(fù)雜幾何形狀的純銅Cu的激光增材制造,為微電子和電信領(lǐng)域功能性器件的發(fā)展帶來(lái)了廣闊機(jī)遇。但是,高分辨率純Cu的激光增材制造仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
有鑒于此,香港中文大學(xué)宋旭教授、香港大學(xué)陸洋教授、馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校/南加州大學(xué)陳文等報(bào)道了一種簡(jiǎn)便的氧化物彌散強(qiáng)化(ODS,oxide-dispersion-strengthening)策略,該策略通過(guò)激光粉末床熔融技術(shù),實(shí)現(xiàn)了分辨率低于100 μm(~70 μm)Cu的增材制造。
本文要點(diǎn):
(1)
這種氧化物擴(kuò)散強(qiáng)化策略通過(guò)氧輔助氣體霧化技術(shù),將超小尺寸Cu2O納米顆粒引入到純銅粉末原料中。這些納米尺寸的分散相不僅能夠提高激光吸收率和熔體的黏度,而且能夠促進(jìn)動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕行為。通過(guò)氧化物擴(kuò)散強(qiáng)化的Cu得到~450 MPa的顯著屈服強(qiáng)度和約12%的較大均勻延伸率,同時(shí)保持了高導(dǎo)電性。
(2)
這項(xiàng)研究打印了一個(gè)氧化物擴(kuò)散強(qiáng)化的銅制微結(jié)構(gòu)太赫茲天線(xiàn)的實(shí)例。與傳統(tǒng)的3D打印純Cu天線(xiàn)相比,這個(gè)天線(xiàn)的信號(hào)強(qiáng)度提高了2.5倍。
參考文獻(xiàn)
Qu, S., Wang, L., Zhang, S. et al. Oxide-dispersion-enabled laser additive manufacturing of high-resolution copper. Nat Commun 16, 3234 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-58373-6
https://www.nature.com/articles/s41467-025-58373-6