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摘要
采用选区激光熔化技术制备了n型Bi2Te2.7Se0.3块体样品,并探索了激光工艺参数对材料成形质量、化学组成、微结构、取向性以及热电性能的影响,最终打印出性能与区熔制备材料接近的高致密样品。结果表明,在基板上最开始的若干单层成形过程中,激光体能量密度Ev=33.3～46.67 J/mm3时,样品成形质量较好。当打印厚度超过约0.1 mm时,成形质量出现劣化,可能的原因是打印样品具有较强的取向性,导致其热导率的各向异性以及与基板具有较大的差异,因而影响了成形粉体的熔化和凝固过程。后续打印过程中采用重熔的方法,消除了因热导率变化带来的成形劣化。当打印厚度超过约1 mm时,样品成形质量再次劣化,这是由于样品的厚度已经足够大,基板对成形过程中熔池附近的温度场影响逐渐减小,而主要受打印样品的影响。考虑到打印样品热导的关系,于是进一步改善工艺,提高了激光的体能量密度,最终得到了半径为20 mm、厚度为15 mm的样品。研究了激光成形过程中元素挥发对最终样品化学组成的影响规律,通过调节粉体的初始配比最终得到了组分稳定、性能接近区熔工艺制备的块体材料。
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单位武汉理工大学; 材料复合新技术国家重点实验室
