R&D 100  Awards是《R&D Magazine》（研發(fā)雜志）于1963年設(shè)立的，美國(guó)一項(xiàng)備受尊敬的科技獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在表彰在未來幾年將改變行業(yè)并使世界變得更加美好的產(chǎn)品和技術(shù)。2023年評(píng)選結(jié)果日前出爐，橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室（ORNL）榮獲六項(xiàng)，其中之一便是鋁碳化硼基復(fù)合材料制造的中子儀器準(zhǔn)直鏡及部件。

準(zhǔn)確說，這是一種用于中子儀器的增材制造導(dǎo)熱準(zhǔn)直器，由ORNL聯(lián)合硅谷科技開發(fā)公司PolarOnyx,Inc開發(fā)。準(zhǔn)直器是一種用于限制和定向中子束的裝置，主要作用是調(diào)整和優(yōu)化中子束的方向、能量和形狀，以滿足實(shí)驗(yàn)或應(yīng)用的要求，比如準(zhǔn)直器是中子和X射線實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，因?yàn)樗鼈兛梢詼p少背景并確保僅測(cè)量從樣品中散射的中子和X射線。

準(zhǔn)直器通常需要利用硼化物制備，可以發(fā)揮硼對(duì)中子的吸收能力以減少或阻止中子的傳播。準(zhǔn)直器也常常處于中子源的高溫環(huán)境影響下，這就需要具備優(yōu)秀的導(dǎo)熱散熱能力維持器件穩(wěn)定，控制中子束。開發(fā)人員利用金屬基復(fù)合材料(MMC)添加劑將碳化硼的大中子吸收截面和硬度與鋁的高導(dǎo)熱性相結(jié)合，以最小的噪音提供穩(wěn)健的中子散射測(cè)量。具體實(shí)現(xiàn)制備加工則利用了PolarOnyx公司擁有開發(fā)基于粉末床的增材制造系統(tǒng)的內(nèi)部專業(yè)知識(shí)，和其在熱管理和輕質(zhì)多功能部件方面擁有的設(shè)計(jì)能力。

PolarOnyx開發(fā)的打印技術(shù)和裝備能夠印刷十幾種合金和陶瓷，包括鎢和陶瓷材料以及金屬基復(fù)合材料。其特色包括100um薄壁打印全致密部件，具有卓越的機(jī)械性能。PolarOnyx還開發(fā)了激光加工系統(tǒng)采用最先進(jìn)的高能飛秒光纖激光器（從紫外到中紅外），可以執(zhí)行切割、燒蝕、鉆孔、焊接、打標(biāo)、發(fā)黑、著色、雕刻等多種亞微米分辨率的加工。 

編譯整理 YUXI