这篇文档属于类型a，是一篇关于新型搅拌摩擦增材制造技术的原创研究论文。以下为详细学术报告：
一、作者与发表信息
该研究由未具名的研究团队（作者信息被隐去）完成，发表于《Journal of Materials Processing Technology》，稿件编号为PROTEC-D-25-04009，属于研究论文（Research Paper）。
二、学术背景
研究领域：该研究属于固态增材制造（Solid-State Additive Manufacturing）领域，聚焦于铝合金的高效低成本成型技术。
研究动机：传统熔融增材制造（如激光熔覆）易产生气孔、热裂纹等缺陷，而基于搅拌摩擦的固态增材制造（Friction Stir Additive Manufacturing, FSAM）可避免此类问题。然而，现有FSAM技术存在材料输送中断、工艺窗口窄、无法适应非连续路径沉积等瓶颈。
研究目标：提出一种基于线材切割螺旋挤压辅助加热的新型搅拌摩擦增材制造技术（FSAM-WCSP-AH），解决上述问题，并揭示其材料沉积行为与层间结合机制。
三、研究流程与方法
1. 技术设计与实验准备
- 新型设备开发：集成线材切割机构（Guillotine Mechanism）、鼓风输送系统和辅助加热模块，实现多材料连续可调输送（图2）。
- 研究对象：以ER2319铝合金线材（沉积材料）和AA6061基板为研究对象，其化学成分与力学性能见表1。
- 工艺参数：下压深度0.75 mm、转速800 rpm、行进速度100 mm/min、线材直径1.2 mm。
2. 过渡阶段分析
- 环形结构形成：通过NaOH溶液浸泡切割后的铝颗粒，观察其宏观/微观形貌（图4）。结果显示，颗粒在旋转螺纹工具剪切下形成环形结构，顶部疏松、底部致密，且晶粒尺寸自上而下递减，证实材料在摩擦热与剪切力作用下发生塑性流动。
3. 沉积阶段研究
- 材料流动表征：
- 不足沉积实验（双倍行进速度）：通过激光共聚焦显微镜观察表面波纹与“新月形”特征（图5），发现材料从后退侧（RS）向前进侧（AS）流动。
- 充分沉积实验：结合CT扫描（图10）和EDS元素分析（图7），揭示材料在水平面和垂直面均呈现环形流动模式，形成“块状”与“丝状”沉积结构。
- 界面结合机制：
- 微观结构分析：通过EBSD（图11-14）发现，AS-SDZ和RS-SDZ界面发生动态再结晶（DRX），晶粒细化率达98.5%（AA2319）和97.4%（AA6061）。
- TEM验证：在AS-SDZ界面观察到CuAl₂和Mg₂Si相（图16），证实冶金结合（Metallurgical Bonding）与“类机械互锁”（Like-Mechanical Interlocking）。
4. 力学性能测试
- 拉伸实验（图17）：沿沉积方向（X）、横向（Y）和构建方向（Z）取样，结果显示Z方向平均抗拉强度为224.1 MPa（优于DZ的弱结合区），C-SDZ因“类复合材料结构”表现出最高强度。
四、主要结果
材料行为：
- 过渡阶段形成动态环形结构，沉积阶段分为沉积区（DZ）和搅拌沉积区（SDZ），后者包含AS-SDZ、RS-SDZ和C-SDZ（图7-8）。
- 中心探针（Central Probe）诱导“洋葱环”结构（Onion Ring Structure），实现材料完全混合（图10）。
结合机制：
- AS/RS-SDZ界面通过冶金结合与机械互锁增强；C-SDZ因无界面氧化物形成“类复合材料结构”（图19）。
- AS-SDZ因动态回复程度更高，强度略低于RS-SDZ（图12）。
工艺优势：
- 辅助加热模块解决了材料硬化导致的输送堵塞，首次实现非连续路径的连续增材制造（图1b）。
五、结论与价值
科学价值：
- 首次建立FSAM-WCSP-AH的材料流动与结合机制模型，为固态增材制造提供理论指导。
- 揭示了环形流动、动态再结晶与界面氧化物分布的关联性，丰富了塑性变形理论。
应用价值：
- 该技术可定制复合材料，适用于航空航天高强铝合金构件制造，且兼容工业机器人实现复杂结构成型（图2b）。
六、研究亮点
技术创新：
- 提出线材切割-螺旋挤压-辅助加热的集成方案，突破传统FSAM的路径限制。
- 开发多尺度表征方法（CT+EBSD+TEM），精准解析材料流动与界面演化。
重要发现：
- 中心探针形成的“类复合材料结构”具有最优力学性能（图17d）。
- 动态回复差异导致AS/RS-SDZ界面强度分化（图12）。
七、其他价值
- 该技术为后续工艺参数优化与工具设计（如探针几何形状）提供了实验依据（Abstract）。
- 研究结果对开发其他金属（如镁合金、钛合金）的固态增材技术具有借鉴意义。
（注：因作者信息被隐去，报告中未提及具体机构；专业术语如“FSAM-WCSP-AH”首次出现时保留英文原名，后文使用中文译名。）