本發(fā)明涉及金屬材料激光增材制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種al-fe-ti-zr-b高導(dǎo)熱鋁合金及其增材制造成型制備方法。

背景技術(shù)：

1、金屬激光增材制造技術(shù)(additive?manufacturing)技術(shù)巧妙融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)的精確性與材料成形的創(chuàng)新需求，通過cad軟件將復(fù)雜的三維模型切割成一系列二維圖像，這些圖像隨后指導(dǎo)金屬粉末在激光的作用下逐層精確堆疊，最終構(gòu)建出所需的零部件。增材制造技術(shù)以其無與倫比的靈活性、縮短的生產(chǎn)周期和極高的材料利用率，正逐漸成為金屬材料成形的新寵，預(yù)示著無限的應(yīng)用潛力。在眾多金屬激光增材制造技術(shù)中，激光粉末床熔融(laser?powder?bed?fusion，簡(jiǎn)稱l-pbf)和激光直接沉積(laser?directedenergy?deposition，簡(jiǎn)稱l-ded)技術(shù)尤為突出。其中，激光粉末床熔融l-pbf技術(shù)以其金屬粉末為原料，激光為能量源，以其快速的加工速度、卓越的精度和強(qiáng)大的復(fù)雜結(jié)構(gòu)成形能力，成為汽車、航空、航天、通信\微電子\半導(dǎo)體等高端制造領(lǐng)域的焦點(diǎn)技術(shù)。這一技術(shù)不僅提升了制造效率，更開啟了設(shè)計(jì)和制造的全新維度，為現(xiàn)代工業(yè)帶來了前所未有的變革。

2、鋁合金是目前應(yīng)用較為廣泛的一種金屬材料，在交通運(yùn)輸、消費(fèi)電子、航空航天等領(lǐng)域擁有著重要的地位。在眾多鋁合金中，高導(dǎo)熱的6xxx系(al-mg-si)鋁合金因其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、優(yōu)異的塑性和卓越的導(dǎo)熱性能而備受青睞，廣泛應(yīng)用于翅片式散熱器和管狀換熱器的制造。然而，面對(duì)金屬激光增材制造技術(shù)(l-pbf)固有的工藝特點(diǎn)，傳統(tǒng)的6xxx系(al-mg-si)鋁合金卻表現(xiàn)出一些問題。由于該合金具有較大的凝固溫度區(qū)間，在激光增材制造過程中的快速冷熱交替作用下，容易產(chǎn)生大量熱裂紋，導(dǎo)致零部件缺陷增多，成型性降低，進(jìn)而影響到材料的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能，無法滿足高端制造的需求。這一挑戰(zhàn)促使科研工作者們尋求新的材料解決方案，以適應(yīng)激光增材制造技術(shù)的發(fā)展，確保零部件的質(zhì)量和性能。

3、當(dāng)前，激光增材制造領(lǐng)域常用的鋁合金粉末主要是近共晶鋁硅合金(例如：alsi10mg合金)和亞共晶鋁硅合金(例如：alsi7mg合金)。這些合金得益于共晶al-si體系較小的凝固溫度區(qū)間和優(yōu)良的熔體流動(dòng)性，能有效減少l-pbf工藝中合金的熱裂傾向。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，l-pbf增材制造的alsi10mg合金，由于打印工藝過程大溫度梯度，高冷卻速度的特點(diǎn)使鋁基中固溶大量的si和mg原子，從而具有較高抗拉強(qiáng)度(～510mpa)，但熱導(dǎo)率較低(95-110w·m-1k-1)。經(jīng)過300℃/2小時(shí)的熱處理后，合金基體中大量mg2si和si納米相析出，使得合金達(dá)到最優(yōu)的熱導(dǎo)率(約162w·m-1k-1)和良好的力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度約320mpa)。然而，若將熱處理溫度提升至530℃/6小時(shí)，合金中的析出相會(huì)粗化至微米級(jí)別，導(dǎo)致熱導(dǎo)率(約150w·m-1k-1)和力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度約280mpa)雙雙下降。這些數(shù)值已無法滿足通信、微電子、半導(dǎo)體等快速發(fā)展行業(yè)對(duì)高導(dǎo)熱鋁合金的高標(biāo)準(zhǔn)需求：即在保持合金良好力學(xué)性能的同時(shí)，熱導(dǎo)率需達(dá)到或超過180w·m-1k-1。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決增材制造成形傳統(tǒng)6xxx系(al-mg-si)鋁合金熱裂嚴(yán)重，且現(xiàn)有主流增材制造鋁合金熱導(dǎo)率不足的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種具有高密度析出相/顆粒的增材制造高導(dǎo)熱鋁合金及其成形制備方法。本發(fā)明所選用的合金元素(如：fe，ti，zr，b)在鋁基體中具有低溶解度和低擴(kuò)散率，減少溶質(zhì)原子和粗大微米級(jí)沉淀相的形成；利用al-(0.6-1.2wt％)fe二元合金體系較小的凝固溫度區(qū)間可賦予合金良好的激光成形性能；利用納米級(jí)al3(ti,zr)相和(ti,zr)b2顆粒的各自或協(xié)同析出?；谝陨先c(diǎn)可使得合金獲得較為優(yōu)異且均衡的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種高導(dǎo)熱鋁合金，其中，所述鋁合金包括：0.5-1.5wt％的鐵、0.2-1.0wt％的鈦、0.2-1.0wt％的鋯、不大于0.5wt％的硼。

3、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包含0.5-1.5wt％的鐵，例如可以為0.5-1.2wt％、0.5-1.0wt％、0.6-1.5wt％、0.6-1.2wt％、0.6-1wt％或1-1.2wt％，進(jìn)一步可以為0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％或前述任兩者之間的范圍。

4、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包含0.2-1.0wt％的鈦，例如可以為0.2-0.7wt％、0.2-0.6wt％、0.2-0.7wt％、0.4-1.0wt％、0.4-0.7wt％、0.4-0.6wt％或0.6-0.7wt％，進(jìn)一步可以為0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％、0.9wt％、0.95wt％、1.0wt％或前述任兩者之間的范圍。

5、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包含0.2-1.0wt％的鋯，例如可以為0.2-0.7wt％、0.2-0.6wt％、0.2-0.7wt％、0.4-1.0wt％、0.4-0.7wt％、0.4-0.6wt％或0.6-0.7wt％，進(jìn)一步可以為0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％、0.9wt％、0.95wt％、1.0wt％或前述任兩者之間的范圍。

6、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包含不大于0.5wt％的硼，例如可以為不大于0.4wt％、不大于0.3wt％、不大于0.2wt％、不大于0.1wt％，進(jìn)一步可以為0.1-0.5wt％、0.1-0.4wt％、0.1-0.3wt％、0.1-0.2wt％或0.2-0.4wt％，更進(jìn)一步可以為0.05wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0..45wt％、0.5wt％或前述任兩者之間的范圍。

7、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包括0.6-1.2wt％的鐵，優(yōu)選0.9-1.1wt％、或0.5-0.7wt％、或1.1-1.3wt％。

8、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包括0.4-0.7wt％的鈦，優(yōu)選0.4-0.5wt％、或0.5-0.6wt％、或0.6-0.7wt％。

9、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包括0.4-0.7wt％的鋯，優(yōu)選0.4-0.5wt％、或0.5-0.6wt％、或0.6-0.7wt％。

10、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包括0.1-0.4wt％的硼，優(yōu)選0.1-0.2wt％、或0.2-0.3wt％、或0.3-0.4wt％。

11、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包括1wt％的鐵、0.6wt％的鈦、0.6wt％的鋯、0.2wt％的硼。

12、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包括0.6wt％的鐵、0.4wt％的鈦、0.4wt％的鋯、0.1wt％的硼。

13、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包括1.2wt％的鐵、0.7wt％的鈦、0.7wt％的鋯、0.4wt％的硼。

14、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金進(jìn)一步包含作為余量的鋁和不可避免的雜質(zhì)。

15、在一些實(shí)施方案中，所述雜質(zhì)元素包括硅、鉻、釩、錳、鋅、磷、鈣、鎳、銅、鎂、鑭、鈰或鋰中的至少一種。

16、在一些實(shí)施方案中，所述其他雜質(zhì)元素總和不超過0.7％。

17、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包含1wt％的鐵、0.6wt％的鈦、0.6wt％的鋯、0.2wt％的硼，其他雜質(zhì)元素總量不超過0.7wt.％，余量為鋁。

18、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包含0.6wt％的鐵、0.4wt％的鈦、0.4wt％的鋯、0.1wt％的硼，其他雜質(zhì)元素總量不超過0.7wt.％，余量為鋁。

19、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金包含1.2wt％的鐵、0.7wt％的鈦、0.7wt％的鋯、0.4wt％的硼，其他雜質(zhì)元素總量不超過0.7wt.％，余量為鋁。

20、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金抗拉強(qiáng)度為300-400mpa，例如可以為320-400mpa、350-400mpa或380-400mpa，進(jìn)一步可以為300mpa、310mpa、320mpa、330mpa、340mpa、350mpa、355mpa、360mpa、365mpa、370mpa、375mpa、380mpa、385mpa、390mpa、391mpa、392mpa、393mpa、394mpa、395mpa、396mpa、397mpa、398mpa、399mpa或400mpa，優(yōu)選為350-400mpa。

21、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金熱導(dǎo)率不低于180w·m-1k-1，例如不低于181w·m-1k-1、不低于185w·m-1k-1、不低于190w·m-1k-1或不低于195w·m-1k-1，優(yōu)選為180-200w·m-1k-1。

22、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金屈服強(qiáng)度為300-400mpa，例如可以為300-380mpa、300-350mpa、300-340mpa或310-340mpa，進(jìn)一步可以為300mpa、305mpa、310mpa、312mpa、314mpa、316mpa、320mpa、322mpa、324mpa、325mpa、326mpa、328mpa、330mpa、332mpa、334mpa、346mpa、347mpa、348mpa、349mpa、350mpa、355mpa、360mpa、365mpa、370mpa、380mpa、390mpa或400mpa，優(yōu)選為300-350mpa。

23、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金延伸率為10％-25％，例如可以為10％-14％、10％-15％、14％-22％、14％-17％或17％-22％，進(jìn)一步可以為10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、14.9％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.2％、17.5％、18.5％、19％、19.5％、20％、20.5％、21％、21.4％、21.5％或22％，優(yōu)選為14％-22％。

24、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金致密度為99％-100％，例如可以為99.1％-100％、99.2％-100％、99.3％-100％、99.4％-100％、99.5％-100％、99.6％-100％、99.7％-100％、99.8％-100％或99.9％-100％，進(jìn)一步可以為99.1％、99.2％、99.3％、99.35％、99.4％、99.45％、99.5％、99.55％、99.6％、99.65％、99.7％、99.75％、99.8％、99.85％、99.9％、99.91％、99.92％、99.93％、99.94％、99.95％、99.96％、99.97％、99.98％、99.99％或100％，優(yōu)選為99.3％-100％。

25、在一些實(shí)施方案中，所述鋁合金通過增材制造方法制備。

26、第二方面，本發(fā)明提供了一種制備上述鋁合金的方法，其中，所述方法包含以下步驟：

27、(1)合金鑄錠熔煉；(2)粉體制備與篩分；(3)激光增材制造成型；(4)中溫去應(yīng)力退火處理。

28、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(1)包含：將鋁合金原料按配比混合，熔煉并精煉后澆鑄成合金鑄錠。

29、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(2)包含：將所述合金鑄錠重熔處理，經(jīng)霧化制粉工藝制備合金粉末，再將所得粉末進(jìn)行篩分，得到激光增材制造用鋁合金粉末。

30、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)包含：將所述激光增材制造用鋁合金粉末進(jìn)行激光粉末床熔融成形，得到打印態(tài)合金。

31、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(4)包含：對(duì)所述打印態(tài)合金開展中溫去應(yīng)力退火處理，得到增材制造高導(dǎo)熱鋁合金。

32、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的鋁合金原料包含純鋁、鋁鐵中間合金、鋁鈦中間合金、鋁鋯中間合金和鋁硼中間合金。

33、在一些實(shí)施方案中，所述純鋁為工業(yè)純鋁。

34、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的熔煉過程為將熔體的升溫并保溫，以使得鋁鐵中間合金、鋁鈦中間合金完全融化；所述配比滿足鋁合金中各組分的重量百分比。

35、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的升溫溫度為800-900℃，例如可以為800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃或900℃，優(yōu)選830-850℃。

36、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的保溫時(shí)間為20-60分鐘，例如可以為20、25、30、35、40、45、50、55或60分鐘，優(yōu)選20-40分鐘。

37、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的精煉過程為待合金完全熔化后將熔體溫度降低，攪拌合金熔體，然后降溫并完成熔體精煉。

38、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的熔體溫度降低至740-800℃，例如可以為740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃或800℃，優(yōu)選740-760℃。

39、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的攪拌合金熔體時(shí)間為10-30分鐘，例如可以為10、15、20、25或30分鐘，優(yōu)選15-25分鐘。

40、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(1)中的降溫溫度為670-730℃，例如可以為670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃或730℃，優(yōu)選710-730℃。在一些實(shí)施方案中，所述步驟(2)中霧化為選自氣霧化、旋轉(zhuǎn)電極霧化和超聲霧化中的一種或多種，優(yōu)選為氣霧化。

41、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(2)中的霧化制粉使用氧化鋁導(dǎo)管。由于氧化鋁熔點(diǎn)高，可用其將熔融鋁合金熔體從熔煉爐中導(dǎo)出，同時(shí)可避免引入其他金屬元素。

42、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(2)中霧化方法包括：采用高速壓縮氬氣沖擊鋁合金熔體，其中高壓氬氣純度≥99.999％。霧化使鋁熔體破碎形成細(xì)小液滴。

43、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(2)中霧化壓力為2-8mpa，例如可以為2mpa、2.5mpa、3mpa、3.5mpa、4mpa、4.5mpa、5mpa、5.5mpa、6mpa、6.5mpa、7mpa、7.5mpa或8mpa，優(yōu)選為2-3mpa、或5-6mpa或7-8mpa。當(dāng)霧化的壓力低于2mpa時(shí)，霧化液滴因壓力過低容易發(fā)生袋式破碎，此時(shí)成型粉末易形成空心粉。當(dāng)霧化的壓力高于8mpa，霧化液滴因壓力過高易發(fā)生片式剝離破碎；此時(shí)粉末粒徑過小，不適用于l-pbf金屬增材制造。

44、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(2)中篩分方法為旋風(fēng)分離收粉。采用旋風(fēng)分離收粉裝置在高純氬氣氣氛下篩分粉末。

45、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(2)激光增材制造用鋁合金粉末中包含55％以上的粒徑范圍在15-70μm之間的球形或近球形粉末，可用于l-pbf金屬增材制造。

46、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(2)球形或近球形粉末比例在50％以上，甚至55％以上、58％以上、60％以上、65％以上，例如50-100％、55-100％、58％-100％、60-100％、65-100％，優(yōu)選55％以上。

47、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(2)球形或近球形粉末粒徑范圍為10-80μm，例如可以為10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80μm，優(yōu)選15-70μm。在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)中在氬氣氣氛中，成形艙氧含量低于100ppm時(shí)，激光粉末床熔融成形過程開始進(jìn)行激光打印。打印開始前先通入氬氣，直至成形艙氧含量低于100ppm時(shí)，再開始激光加工。成形過程中使用高純氬氣氣流定向吹拂，以避免金屬飛濺及氧化夾雜凝固回落。若加工過程中成型艙氧含量高于100ppm，應(yīng)立即停止打印后重新通入氬氣，直到環(huán)境氧含量達(dá)到要求后再進(jìn)行打印。

48、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的激光功率為300-450w，例如可以為300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440或450w，優(yōu)選為320-420w。

49、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的掃描速度為800-2000mm/s，如可以為800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900或2000mm/s，優(yōu)選為1000-1600mm/s。

50、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的掃描間距為80-160μm，例如可以為80、90、100、110、120、130、140、150或160μm，優(yōu)選為掃描間距為120-140μm。

51、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的鋪粉層厚20-90μm，例如可以為20、30、40、50、60、70、80或90μm，優(yōu)選為50-70μm。

52、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的激光功率為300-450w、掃描速度為800-2000mm/s，掃描間距為80-160μm，鋪粉層厚20-90μm。激光功率，掃描速度，掃描間距和鋪粉層厚共同決定打印過程的體積能量密度。當(dāng)激光功率低于300w，或掃描速度高于2000mm/s，或掃描間距為大于160μm，或鋪粉層厚大于90μm時(shí)，輸入能量密度太低而不足以完全熔化金屬粉末，容易出現(xiàn)未熔合孔洞。當(dāng)激光功率高于450w，或掃描速度低于800mm/s，或掃描間距為小于80μm，或鋪粉層厚小于20μm時(shí)，輸入能量密度過高，使得打印組織粗化，導(dǎo)致合金導(dǎo)熱性能大幅下降。

53、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的激光功率為360w、掃描速度為1300mm/s，掃描間距為130μm，鋪粉層厚55μm。

54、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的激光功率為320w、掃描速度為1600mm/s，掃描間距為140μm，鋪粉層厚70μm。

55、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的激光功率為420w、掃描速度為1000mm/s，掃描間距為120μm，鋪粉層厚50μm。

56、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(3)中所述激光粉末床熔融成形采用的基板預(yù)熱溫度為100-200℃，例如可以為100℃、110℃、120℃、125℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃，優(yōu)選100-150℃。

57、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(4)中所述中溫去應(yīng)力退火處理的溫度為325-475℃，例如可以為325℃、330℃、335℃、340℃、345℃、350℃、365℃、370℃、375℃、380℃、385℃、390℃、395℃、400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃或475℃，優(yōu)選為375-425℃。

58、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(4)中所述中溫去應(yīng)力退火處理的時(shí)間為1-24h，例如可以為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24h，優(yōu)選為2-8h。

59、在一些實(shí)施方案中，所述步驟(4)中所述中溫去應(yīng)力退火處理的溫度為325-475℃，時(shí)間為1-24h。此步驟在去除增材制造鋁合金殘余應(yīng)力的同時(shí)，還可以調(diào)控析出相的析出行為。退火處理溫度低于325℃時(shí)，納米相難以析出以降低基體固溶元素含量，提升合金熱導(dǎo)率的效果不明顯；中溫退火處理溫度高于475℃時(shí)，析出相粗化嚴(yán)重，降低合金熱導(dǎo)率的同時(shí)也會(huì)使得合金的力學(xué)性能產(chǎn)生損失。

60、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(4)中所述中溫去應(yīng)力退火處理的溫度為400℃，時(shí)間為5h。

61、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(4)中所述中溫去應(yīng)力退火處理的溫度為375℃，時(shí)間為2h。

62、在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(4)中所述中溫去應(yīng)力退火處理的溫度為425℃，時(shí)間為8h。

63、在一些實(shí)施方案中，在激光成型過程中，熔池底部能夠獨(dú)立且高密度地析出納米級(jí)al3(ti,zr)相和(ti,zr)b2顆粒。在熔池內(nèi)部，主要形成覆蓋在(ti,zr)b2表面的納米級(jí)al3(ti,zr)相的核-殼結(jié)構(gòu)顆粒。

64、第三方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金部件，其中，所述鋁合金部件至少一部分包含上述鋁合金或通過上述方法制備得到的鋁合金。

65、第四方面，本發(fā)明提供了上述鋁合金或通過上述方法制備得到的鋁合金在三維拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)和復(fù)雜構(gòu)型零部件的近終成型制備中的用途。

66、第五方面，本發(fā)明提供了上述鋁合金或通過上述方法制備得到的鋁合金在制備汽車、航空航天設(shè)備、通信設(shè)備上的用途。

67、在一些實(shí)施方案中，所述通信設(shè)備包含微電子器件。

68、在一些實(shí)施方案中，所述微電子器件包含半導(dǎo)體材料。

69、本發(fā)明優(yōu)勢(shì)

70、(1)本發(fā)明以fe為主要合金化元素，基于al-(0.6-1.2wt％)fe二元合金體系較小的凝固溫度區(qū)間可賦予合金良好的激光成形性能。在此基礎(chǔ)上，fe元素高熔點(diǎn)使其在激光增材制造過程中不易蒸發(fā)或燒損而導(dǎo)致缺陷形成。此外，fe在al中的平衡溶解度極低，室溫和高溫?cái)U(kuò)散系數(shù)較低，可保證al與fe所形成al6fe相的熱穩(wěn)定性，使其能保證穩(wěn)定的力學(xué)強(qiáng)化效應(yīng)，且對(duì)熱導(dǎo)率的影響很低。

71、(2)本發(fā)明添加的ti和zr與微合金化b元素，可形成納米尺度(ti,zr)b2陶瓷顆粒，與α-al基體半共格，可作為異質(zhì)形核位點(diǎn)起到al晶粒細(xì)化作用。值得注意的是，(ti,zr)b2陶瓷顆粒熔點(diǎn)較高，在較大溫度梯度較高冷速的熔池內(nèi)部和較小溫度梯度較低冷速的熔池底部皆可形成。

72、(3)本發(fā)明添加的ti和zr與微合金化al元素，可形成納米尺度納米級(jí)al3(ti,zr)相，與α-al基體共格，可作為異質(zhì)形核位點(diǎn)起到al晶粒細(xì)化作用。值得注意的是，al3(ti,zr)相在較小溫度梯度較低冷速的熔池底部可獨(dú)立形成。但其在較大溫度梯度較高冷速的熔池內(nèi)部由于溶質(zhì)截留效應(yīng)，無法獨(dú)立形成，需以(ti,zr)b2陶瓷顆粒為形核位點(diǎn)形成于顆粒表面，構(gòu)造為核-殼結(jié)構(gòu)顆粒。

73、(4)本發(fā)明中的添加元素僅包括ti,zr和b，可在激光增材制造和中溫退火處理過程中在鋁基體中充分以納米級(jí)析出相/顆粒高密度析出，賦予合金高熱導(dǎo)率的同時(shí)保障了其良好的力學(xué)性能。

74、(5)本發(fā)明提供了一種al-fe-ti-zr-b高導(dǎo)熱鋁合金及其增材制造成型制備方法，在賦予鋁合金良好力學(xué)(抗拉強(qiáng)度300-400mpa)性能的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了其較高的導(dǎo)熱性能(熱導(dǎo)率≥～180w·m-1k-1)。與傳統(tǒng)鋁合金相比，本發(fā)明的激光增材制造鋁合金在激光成型性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)三維拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)和復(fù)雜構(gòu)型零部件的近終成型制備。因此，本發(fā)明的鋁合金及其增材制造成型制備方法在汽車、航空、航天、通信\微電子\半導(dǎo)體等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。