该研究致力于改进聚酰胺（PA）纳米复合材料制备方法。通过采用研发的混合技术，成功制备了含有内嵌或部分内嵌富勒烯状二硫化钨（IF-WS2）纳米颗粒的PA-12纳米复合粉末。相比于传统混合方法，新技术保持了原始粒度分布，展现了更优越的流变性能和熔结结晶行为。激光烧结后的PA-12纳米复合试样表现出更优异的热稳定和力学性能，证实了该方法在制备高性能工程聚酰胺纳米复合材料部件及其激光烧结增材制造中的潜在应用价值。

  1.通过研发的混合技术成功制备了含有内嵌或部分内嵌富勒烯状二硫化钨（IF-WS2）纳米颗粒的PA-12纳米复合粉末，并在激光烧结增材制造中展现了潜在应用价值。

  2.利用XRD揭示了PA-12晶体形式的变化，从而对纳米复合材料的结晶结构变化进行了深入分析。

  3.通过TEM图像验证了IF-WS2纳米颗粒在内嵌制备工艺的复合粉末中的固定效果，与传统方法相比，更好地控制了纳米颗粒的分布。

  4.通过粒度分布、粉末流变性和热性能测试，系统评估了不同制备方法对复合粉末性能的影响。

  5.通过DSC和TGA揭示了纳米复合粉末的熔融和耐热性，为后续激光烧结过程提供了重要的参数依据。

  6.通过拉伸性能测试和断口形貌分析，证明了IF-WS2的添加对改善了PA-12力学性能，并比较了新技术和传统混合方法的差异，为激光烧结的应用提供了理论和实验基础。

  本研究涵盖了合成过程、粉末表征（结晶度，粒度分布和纳米颗粒分布）、流变性、热稳定性以及激光烧结制造的PA-12纳米复合材料的机械性能的全面分析。通过湿法混合（WM）和先进混合（AM）方法 （EOS GmbH提供的PA-12粉末和实验室合成的IF-WS2纳米颗粒），采用超声振动处理和磁搅拌等手段确保混合均匀，制备了不同填充浓度的PA-12/IF-WS2纳米复合材料。在新技术中，通过添加氯化钠形成的多孔结构和预热处理，最终获得了可使纳米填料内嵌于PA-12基材的复合粉末。通过表征粉末晶型，结晶度，粒度分布和流变等性质（XRD，TEM/SEM，DSC等）， 以及对打印样本的热力学分析 （DSC，TGA和拉伸试验），为全面进一步探索和评估PA-12/IF-WS2纳米复合材料的性能提供重要参考和依据。

  通过测量粉末的比表面能（SE）来量化其内聚性。所有粉末在测试的7个循环期间显示出几乎稳定的能量曲线，没有受团聚、湿气或静电影响的迹象。稳定性指数（SI）进一步证明了这一点。理想情况下，SI等于1，实测中，所收集的实验数据在0.9-1.1之间，显示出原始PA-12和复合粉末之间的微小差异。AM粉末的SI值最接近1，表示最高的稳定性。流动指数率（FRI）指的是粉末对流速的敏感性。所有粉末的总能量随流速的增加而略微增加，呈现类似的FRI值证实了所有粉末对流速的相似敏感性。然而，WM粉末的FRI值变化大于相应的AM粉末。相比之下，AM粉末的变化较小，表明填料含量对其流动敏感性的影响较小。这间接证实，无论填料含量如何，IF-WS2填料主要是内嵌于PA-12颗粒上。由于低且一致的流速敏感性有利于激光烧结过程中的粉末应用，因此AM粉末更有可能产生更好和更均匀的最终产物。

  通过热重分析和拉伸试验的验证，与原始PA-12和WM粉末打印的粉末相对比，我们得知AM的样本具有更高的耐热性（高达2.3%），并在杨氏模量和断裂强度方面的最高提高了30%。

  本文采用新的混合方法（AM）成功获得了含有内嵌或部分内嵌IF-WS2纳米颗粒的PA-12复合粉末，并通过SEM和TEM进行了验证。相比之下，传统的混合方法（WM）只能将填料附着在聚合物表面。因此，新技术首先能够更好的降低纳米颗粒在生产的全部过程中暴露或飞散的风险。其次，新办法能够生产出具有更稳定流变性能的复合粉末，同时保持近似的粒径分布。通过对比基材和两种混合方法制备的复合粉末的熔融和结晶行为，纳米填料会导致粉末的结晶速率增加，同时AM粉末也表现出比WM粉末更稳定的结晶速率，这会帮助激光烧结制备的样品获得更均匀和一致的性能。通过验证激光烧结样本的耐热性和力学性能，与未填加的PA-12和WM方法制备的粉末相比，我们得知AM方法相应的PA-12纳米复合材料具有更高的耐热性（初始分解温度提高了2.3%），并在杨氏模量和断裂强度方面的提高了30%，这归功于粉末良好融合过程和相对均匀的纳米颗粒分布。

  通过成功获得了含有内嵌或部分内嵌IF-WS2纳米颗粒的PA-12复合粉末，为激光烧结制造提供了新的技术途径。该技术降低了纳米颗粒暴露的风险，改善了粉末的流变性能，并在成品中实现了卓越的热稳定性和拉伸性能。这也为其他工程聚合物纳米复合材料的增材制造提供了创新解决方案，拓宽了纳米复合粉末在制造领域的应用前景，并有望在更广泛的领域中得到应用。

  陈斌凌（团队带头人），北京理工大学机械与车辆学院，教授、博导，入选中组部国家海外高层次人才青年项目。长期从事高性能材料增材制造、先进高分子材料设计制备、功能化器件制造研究，在军工、航空航天和环境能源领域有广泛的应用前景。共发表SCI论文45篇，其中一作和通讯作者共25篇， ESI高被引文章3篇，文章引用2400 次。主持/参与科研项目8项。现为Additive Manufacturing Frontiers (AMF)青年编委会委员、英国矿物、挖掘及材料学会青年会员、英国皇家化学学会会员（MRSC）、英国巴斯大学访问学者、中国材料研究学会增材制造材料分会委员会委员。

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