CN116789461A - 通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属与陶瓷结合领域，更具体的说是通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，该方法包括以下步骤：步骤一：通过集中热源提供的能量熔化金属材料或者陶瓷材料，以形成熔池；步骤二：通过微观流体力控制来定向制造需要的金属与陶瓷之间的界面形状，实现增材制造诱导界面增强；通过熔池深厚比Dm/Tp来控制微观流体力和界面形状，Dm是由熔池底部到基板顶部的距离，代表熔池深度，Tp是材料厚度；可以增材制造诱导界面增强策略，控制金属和陶瓷之间界面形状，提高零件质量。
Description
技术领域
本发明涉及金属与陶瓷结合领域，更具体地说是通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法。
背景技术
金属与陶瓷的结合将解决工程行业中的许多问题，但金属与陶瓷之间界面存在强度低的问题。这是由于金属和陶瓷的润湿性和热/机械性能存在差异，导致金属与陶瓷之间界面附近产生大量残余应力和脆性化合物而发生断裂。传统上，为了提高界面强度，许多研究集中于改良金属或陶瓷的物理化学性质。但改良后的材料固有的物理化学性质也可能发生改变，而且一些改变是不好的。为了避免这些缺陷，重要的是开发一种新的、可靠的技术，以有效地将陶瓷等异种材料与金属连接。其中一种方法是在金属和陶瓷之间构造复杂且规律的微观界面，该方法可以增加界面比表面积来减小残留应力，以及产生锯齿界面并提高界面上共价键或金属键数量来增强界面粘结性能；
常见的陶瓷与金属连接技术包括钎焊、摩擦焊接、超声波焊接和扩散结合等。但因金属与陶瓷的热性能和机械性能不匹配，通过常见的技术将陶瓷连接到金属上会产生许多问题。为了形成坚固的金属与陶瓷界面，通常需要高温高压或改良金属-陶瓷物理化学特性，例如加入活性元素、陶瓷表面金属化和添加过渡层材料。在这些技术中观察到了令人鼓舞的结果。但是，改良后的陶瓷或金属不可避免的改变了自身的物理化学性质和力学性能，并且难以生产结构复杂的零件，这可能是一种牺牲材料固有性能和结构特征来强化界面的无奈措施。
发明内容
本发明的目的是提供通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，可以增材制造诱导界面增强策略，控制金属和陶瓷之间界面形状，提高零件质量。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：通过集中热源提供的能量熔化金属材料或者陶瓷材料，以形成熔池；
步骤二：通过微观流体力控制来定向制造需要的金属与陶瓷之间的界面形状，实现增材制造诱导界面增强；
通过熔池深厚比Dm/Tp来控制微观流体力和界面形状，Dm是由熔池底部到基板顶部的距离，代表熔池深度，Tp是材料厚度；
对于单层单轨迹的增材制造，为实现增材制造诱导界面增强，通过熔池深厚比Dm/Tp来描述单轨迹的熔池形状特征，通过热源功率和热源的扫描速度影响熔池深厚比Dm/Tp，构造金属与陶瓷之间的界面形状；
构造整体平坦且局部凸起的界面形状，熔池深厚比Dm/Tp<0.3；
构造规律性锯齿界面，熔池深厚比Dm/Tp<1.5；
构造无序且带有气孔的界面，熔池深厚比Dm/Tp≥1.5；
对于单层多轨迹的增材制造，在单层单轨迹策略的基础上，通过热源直径Dh与轨迹间距Hs进行控制，实现增材制造诱导界面增强；
对于多层多轨迹的增材制造，在单层单轨迹策略和单层多轨迹策略的基础上，进行第二层增材制造时，需要控制熔池深厚比满足0.30≤Dm/Tp≤0.60，实现增材制造诱导界面增强；
微观流体力包括表面张力、Marangoni力和反冲压力，金属材料为金属粉末或者金属丝，陶瓷材料为陶瓷粉末；
所述热源是激光形式、电子束形式或电弧形式的集中热源。
本发明的有益效果为：
利用增材制造(AM)构建复杂且规律的微观界面，或称为增材制造诱导界面增强(AMIIE)策略；利用AMIIE策略的独特传热来实现金属与陶瓷的相互作用，从而构造所需要的金属与陶瓷之间典型界面形状，特别是构造出规律性锯齿界面形状，对于提高界面强度有很多优势；
一、增加界面比表面积，减小残留应力；
二、增加金属与陶瓷的接触面积，提高层间界面上共价键或金属键数量，以增加金属与陶瓷的界面粘结力；
三、规律性锯齿的界面形状，有利于金属与陶瓷在界面附近产生互锁；
四、复杂的界面形状是连续且弯曲的，有利于抑制裂纹扩展；
五、由于AM固有的灵活自由的制造优势，对拥有特殊形状的金属-陶瓷复合材料生产制造有十分显著的优势，而且产品结构越复杂，其制造速度的作用就越显著。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的单轨激光扫描的代表性图像示意图；
图2是本发明的具有代表性的单轨模拟结果示意图；
图3是本发明的具有代表性的单轨模拟结果示意图；
图4是本发明的具有代表性的单轨模拟结果示意图；
图5是本发明的基于LPBF，进行单层蛇形连续多道扫描策略示意图；
图6是本发明的LPBF多层多轨蛇形连续扫描示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1至6所示，其中图1中字母标注用于提取物理参数和各种观察方向的横截面，横截面A-A平行于扫描和构建方向，横截面B-B垂直于扫描方向，同时平行于构建方向；
图2是具有代表性的单轨模拟结果，此时Dm/Tp<0.3，(a)是从视角Ⅰ看金属和陶瓷之间的界面形状；(b)是从截面A-A提取的熔池形状；(c)是从截面B-B提取的熔池形状；在(b)和(c)中，黑色实线代表熔体边界，白色箭头代表液态金属和液态陶瓷的运动方向；
图3是具有代表性的单轨模拟结果，此时0.3≤Dm/Tp<1.5；(a)是从视角Ⅰ看金属和陶瓷之间的界面形状；(b)是从截面A-A提取的熔池形状；(c)是从截面B-B提取的熔池形状；在(b)和(c)中，黑色实线代表熔体边界，白色箭头代表液态金属和液态陶瓷的运动方向；
图4是具有代表性的单轨模拟结果，此时Dm/Tp≥1.5；(a)是从视角Ⅰ看金属和陶瓷之间的界面形状；(b)是从截面A-A提取的熔池形状；(c)是从截面B-B提取的熔池形状；在(b)和(c)中，黑色实线代表熔体边界，白色箭头代表液态金属和液态陶瓷的运动方向；
图5是基于LPBF，进行单层蛇形连续多道扫描策略，空心圆圈代表激光扫描的典型位置；其中(a)是Hc/Dh＝1.00，(b)是Hc/Dh＝2.00，(c)是Hc/Dh＝0.5；
为了解决“如何控制金属和陶瓷之间界面形状，提高零件质量”这一技术问题，下面对通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法的步骤和功能进行详细的说明；
通过AMIIE策略进行完整的金属-陶瓷零件加工时，要重点关注AM的过程；AM涉及单层单轨迹、单层多轨迹和多层多轨迹的扫描过程，这些过程由简单到复杂，并且前一项是后一项的基础。考虑AM的过程并为了接近AMIIE，通过本申请中不同且相互关联的步骤相互配合来实现本发明；
步骤一：为实现AMIIE，需通过集中热源提供的能量来熔化金属粉末或陶瓷粉末/金属丝或陶瓷粉末，以形成熔池，以陶瓷材料或者金属材料多为基底，再将另一种陶瓷材料或者金属材料进行熔化，然后多次加工构建组件；
在AMIIE中，集中热源供应对于实现金属与陶瓷之间的相互作用至关重要，该相互作用可以在金属与陶瓷之间实现复杂且规律性的界面，改善界面粘结性能。这里AM集中热源是指激光、电子束或电弧等，通过集中热源提供的能量来熔化金属粉末或金属丝或陶瓷粉末，然后多次加工构建组件；需要说明的是，这里不限定送粉或送丝方式，可以是激光粉末床融合(LPBF)的铺粉方式或直接能量沉积(DED)的喷粉方式等；而且，金属和陶瓷都可以作为粉末或基板来进行加工，在一次完整的加工中只需要保持粉末和基板不是同一种材料就可以；
步骤二：通过微观流体力控制来定向制造需要的金属与陶瓷之间的界面形状，实现增材制造诱导界面增强；通过熔池深厚比Dm/Tp来控制微观流体力和界面形状，Dm是由熔池底部到基板顶部的距离，代表熔池深度，Tp是材料厚度；微观流体力包括表面张力、Marangoni力和反冲压力；
对于单层单轨迹的增材制造，对微观流力控制是必不可少的，为实现增材制造诱导界面增强，通过熔池深厚比Dm/Tp来描述单轨迹的熔池形状特征，通过热源功率和热源的扫描速度影响熔池深厚比Dm/Tp，构造金属与陶瓷之间的界面形状；
按照惯例，如果没有对微观流体力的有效范围进行控制，熔池形状和深度难以控制，导致无法形成规律性的微观界面，并可能使单轨迹产生驼峰、滚珠或孔洞，最终降低金属与陶瓷界面粘结性能；
定义了熔池深厚比Dm/Tp来描述单轨迹的熔池形状特征，热源功率和扫描速度是影响熔池深厚比Dm/Tp的重要工艺参数，但研究发现微观流体力(表面张力、Marangoni力和反冲压力)的作用效果与Dm/Tp密切相关；这是因为粉末厚度Tp一定时，熔池深厚比Dm/Tp越大则该熔池的深度越大，进而让微观流体力(表面张力、Marangoni力和反冲压力)有充分的空间发挥扰动陶瓷与金属界面的作用，这也间接的对陶瓷与金属界面的形状产生了控制；因此，这里通过熔池深厚比Dm/Tp来控制微观流体力和界面形状；
见图1，对于无法直接测量粉末厚度的AM，可以通过适当的转换获得当量粉末厚度；例如，直接能量沉积(DED)中Tp＝Vp/(ρ×Wp×Vl)表示粉末当量厚度，其中Vp是送粉速率，ρ粉末密度，Wp是单轨迹宽度，Vl是激光扫描速度；
为了进一步讨论微观流体力对单轨迹界面形状的影响，最好定义图1所示单轨迹熔池的关键尺寸和视角的各种横截面；横截面A-A平行于扫描和构建方向，位于熔池宽度的中线处；横截面B-B垂直于扫描方向，平行于构建方向；这里使用激光粉末床融合(LPBF)并选择常见的Ti金属粉末和Al2O3陶瓷基板为代表的性原料，也可以选择其他金属或陶瓷粉末，以及陶瓷或金属基板为原料，按照图1所示的单轨迹模型进行了模拟，获得了的金属和陶瓷成分分布和界面形状，发现微观流体力控制可根据熔池深厚比Dm/Tp分为3个区间，见图2～图4；
对于构造整体平坦且局部凸起的界面形状；见图2(a)；需较小的熔池深厚比，建议熔池深厚比Dm/Tp<0.3，以使金属粉末下面的陶瓷基板少量融化；此时Marangoni力会驱动金属和陶瓷熔体运动，由于熔池浅且冷却速度快，这限制了金属和陶瓷熔体之间的相互作用，导致界面波动仅发生在基板的上表面附近很小的范围内，所以从整体看界面相对平坦，见图2(a)至(c)；而金属与陶瓷熔体之间的表面张力竞争，导致整体平坦界面上形成了局部的凸起，见图2；由于金属与陶瓷之间润湿性较差，所以这种情况下的单轨迹极可能产生滚珠或驼峰，降低零件的质量。此外，由于不同的金属和陶瓷的热物理属性不同，所以只要能实现AMIIE策略中整体平坦但局部凸起的界面特征，用户就可以调整Dm/Tp的上限值，且不受建议的上限限制。整体平坦的界面形状特征可能无法有效增加金属与陶瓷界面粘结强度，但如果用户需要构建整体平坦且局部凸起的界面，这里的建议将十分有用；
对于构造W形规律性锯齿界面，见图3(a)与(c)；需中等的熔池深厚比，建议0.3≤Dm/Tp<1.5，以使金属粉末下面的陶瓷基板充分融化，见图3(b)与(c)；这种情况下反冲压力增加了熔池深度，Marangoni力导致熔池中心线的左侧逆时针和右侧顺时针运动，以使粉末熔体从熔池边界的两侧插入到基板熔体中，快速冷却保留了这样的W形状界面，见图3(c)；
此外，由于Marangoni力和表面张力竞争，见图3(a)-(b)，导致金属与陶瓷界面中间有小的凸起。最好注意，Dm/Tp越大熔池越深，大的Dm/Tp为粉末熔体插入到基板熔体中提供必要的条件。因此，当Dm/Tp接近下限0.3时，界面交错互锁的效果越差；反之，当Dm/Tp接近上限1.5时，交错互锁的效果越好。无论如何，由于不同的金属和陶瓷热物理属性不同，只要能实现AMIIE策略中规律性锯齿界面特征，就可以调整熔池深厚比为所需要的值，且不受建议的下限和上限限制。显而易见，W形状界面可以有效增加金属与陶瓷界面的结合强度，因此用户可以根据建议生产这一类型的界面；
对于构造无序且带有气孔的界面，见图4(a)；在较大熔池深厚比情况下，建议Dm/Tp≥1.5；此时反冲压力和Marangoni扰动极易将气体引入到熔池内，加上熔池快速冷，导致气体保留在零件中，降低了零件的质量。无论如何，由于不同的金属和陶瓷热物理属性不同，只要能实现AMIIE策略中无序且带有气孔的界面特征，就可以调整熔池深厚比为所需要的值，且不受建议的下限限制。显而易见，无序且带有气孔的界面极可能降低金属与陶瓷界面粘结强度，但如果用户需要构建无序且带有气孔的界面，这里的建议将十分有用；
对于单层多轨迹的增材制造，在基于单层单轨迹的增材制造策略的基础上，通过热源直径Dh与轨迹间距Hs进行控制，实现增材制造诱导界面增强；
对于单层多轨迹的AM需要在基于单层单轨迹的增材制造策略的基础上，遵守步骤一和步骤二，此外热源直径Dh与轨迹间距Hs对AMIIE效果具有关键影响。这里使用的轨迹间距(Hs)被定义为两个相邻扫描路径的中心线(即激光或光束的中心线)之间的距离。定义了间距直径比Hs/Dh来描述平行且相邻轨迹重熔对界面微观形貌的影响。为了进一步讨论，设计了如图5(a)所示的单层蛇形连续的多轨迹扫描策略。当Hs/Dh＝1时，相邻轨迹上的热源照射处于相切的位置关系，理论上热源没有对已经凝固的单轨迹再次加热，见图5(a)。但由于热传导不可避免的对已经凝固的单轨迹再次重熔，但是这对界面的影响是有限度的，仍然可以保持交错且独立的界面形貌。当Hs/Dh>1时，相邻轨迹上的热源照射处于分离的位置关系如图5(b)，也就是说，相邻轨迹之间的一部分材料因缺少热源可能未发生融化，导致第一层打印的粉末材料无法完整的覆盖在基板上，所以不建议Hs/Dh>1。当Hs/Dh<1时，相邻轨迹上的热源照射处于重叠的位置关系，导致已凝固的相邻单轨迹重熔，如图5(c)，这会在一定程度上破坏已经形成的单轨迹界面形貌。需要注意的是，有限度的重熔是合理的，这有利于增加零件质量，并防止由于金属和陶瓷之间润湿性差导致单轨迹形成滚珠或驼峰，从而无法形成完整的粉末材料覆盖层。但是，如果Hs/Dh<0.5，热源照射范围覆盖了超过一半的已经凝固的相邻单轨迹，这种过度重熔会严重破坏单轨迹的规律性锯齿界面，图3(c)中多个并排连续的W形状界面构成了图6中的锯齿形状界面，从而降低单层多轨迹的零件质量。鉴于此，建议间距直径比最好满足0.5≤Hs/Dh≤1.0。无论如何，由于不同的金属和陶瓷热物理属性不同，只要能实现AMIIE策略中连续且典型的界面特征，就可以调整间距直径比Hs/Dh比为所需要的值，不受建议的下限和上限限制；
对于多层多轨迹的增材制造，在单层单轨迹策略和单层多轨迹策略的基础上，进行第二层增材制造时，需要控制熔池深厚比满足0.30≤Dm/Tp≤0.60，实现增材制造诱导界面增强；
因为当Dm/Tp＞0.60时，熔池底部会对界面顶部进行重熔如图6，从而破坏金属与陶瓷界面形貌，降低零件质量。Dm/Tp<0.30，熔池过浅可能导致第二层粉末熔体无法与第一层熔体良好的结合，降低零件质量。由于不同的金属和陶瓷热物理属性不同，只要能实现AMIIE策略并尽可减少重熔对界面形貌的影响，就可以调整熔池深厚比上下限为所需要的值，不受建议的上下限限制。在进行第三层和第N层的AM时，在保证金属与陶瓷之间界面不被重熔的情况下，可以按照常规AM增材制造方法进行生产，不对熔池深厚比Dm/Tp进行限制；
下面提出具体的实施例，对本方法的步骤进行举例说明；
基于AMIIE策略，使用激光粉末床融合(LPBF)将Ti粉末和SS316L粉末分别打印到Al2O3基板上，金属与陶瓷的界面粘接性能得到了增强，证明了AMIIE策略的有效性；
步骤一：在AM过程中向金属和陶瓷发射集中热源以形成熔池；其中AM提供的热源可以是激光、电子束或电弧等形式的集中热源，需要保证粉末和基板可以吸收集中热源的能量，并且热源发射器与金属、陶瓷不接触。其中AM过程不限定送粉或送丝方式，可以是激光粉末床融合(LPBF)的铺粉方式或直接能量沉积(DED)的喷粉方式等。其中AM过程金属和陶瓷都可以作为粉末或基板来进行加工；
步骤二：在单层单轨迹的AM中，通过微观流体力控制来定向制造需要的金属与陶瓷界面，而熔池深厚比Dm/Tp是控制微观流体力作用效果的关键参数；
其中，如果用户需要构造整体平坦且局部凸起的界面，最好满足Dm/Tp<0.3；
其中，如果用户需要构造规律性锯齿界面，最好满足Dm/Tp<1.5；
其中，如果用户需要构造无序且带有气孔的界面，最好满足Dm/Tp≥1.5；
推荐的熔池深厚比Dm/Tp的下限0.3和上限1.5主要基于Ti粉末与Al2O3陶瓷基板的材料组合。由于不同金属与陶瓷材料组合的热物理/机械性能不同，可能导致Dm/Tp的下限和上限不同。所以，对于不同的材料组合，只要可以实现AMIIE策略的典型熔池特征和界面形貌，就可以将熔池深厚比Dm/Tp的上下限设置为任何所需值，不受建议的上下限限制；
此外，术语“整体平坦且局部凸起的界面”、“规律性锯齿的界面”和“无序且带有气孔的界面”实际上是一个相对术语，与材料有关。例如，由于不同金属与陶瓷的组合中，金属与陶瓷之间表面张力不同。推荐的熔池深厚比Dm/Tp的下限和上限范围内，金属与陶瓷之间过大的表面张力可能导致Marangoni力作用效果变弱，从而无法产生规律性锯齿界面。因此，所以需要根据要求适当调整Dm/Tp的下限和上限。
显而易见，在不同金属与陶瓷材料组合下，AM产生的界面形状的细节不同，但整体界面形状的特征有所保留。
所述“整体平坦且局部凸起的界面”、“规律性锯齿的界面”和“无序且带有气孔的界面”拥有不同的传热、导电和机械性能，用户可以根据AMIIE策略定向制造所需要的界面结构来满足特殊性能。当然，针对提高金属与陶瓷之间接口的机械性能而言，规律性交错且互锁的界面是好的选择。
步骤三：单层多轨迹的AM是在本发明的单层单轨迹的AM策略基础上进行的，需要特别注意的是，集中热源对相邻轨迹重熔可能破坏已凝固单轨迹的界面形貌。而间距直径比Hs/Dh是控制相邻轨迹重熔范围的关键参数；
其中，Hs/Dh代表平行且相邻轨迹上热源照射的位置关系。当Hs/Dh>1时，表示相邻轨迹上的热源照射处于分离的位置关系；当Hs/Dh＝1时，表示相邻轨迹上的热源照射处于相切的位置关系；当Hs/Dh<1时，表示相邻轨迹上的热源照射处于重叠的位置关系；
为了保留单层单轨迹AM中产生的规律性界面结构，并获得较高的零件质量，间距直径比最好满足0.5≤Hs/Dh≤1.0。因为Hs/Dh低于下限0.5会导致过度重熔，从而严重破坏单轨迹的规律性交错且互锁界面，降低单层多轨迹的零件质量。Hs/Dh高于上限1.0会会使相邻轨迹之间部分材料缺少热源照射，可能导致粉末材料未发生融化而脱离基板，降低零件质量。当间距直径比满足0.5≤Hs/Dh≤1.0时，可以产生有限度的相邻轨迹重熔，防止由于金属和陶瓷之间润湿性差导致单轨迹形成滚珠或驼峰，并保留单轨迹中金属与陶瓷界面形状的关键特征，这有利于增加零件质量；
由于不同的金属和陶瓷热物理属性不同，所以Hs/Dh的下限和上限限制可能不同。因此，只要可以实现AMIIE策略中的保留单轨迹规律性界面特征和实现粉末材料完整打印在基板上的目标，就可以调整Hs/Dh为所需要的值，不受建议的下限和上限限制；
由于单层多轨迹扫描可以使用任何蛇形或波浪形式，或以周期性不连续的方式连续或不连续进行。不同扫描方式会对金属与陶瓷界面形状产生影响。因此，只要可以在实现AMIIE策略中的保留单轨迹规律性界面特征和实现粉末材料完整打印在基板上，就可以选择任何一种单层多轨迹扫描方式，不受建议的蛇形扫描方式限制；
步骤四：多层多轨迹的AM是在本发明的单层多轨迹的AM策略基础上进行的。特别注意，第一层AM构建的金属与陶瓷界面对第二层AM的熔池深厚比Dm/Tp十分敏感；
其中，为了保留单层多轨迹AM中产生的规律性微观界面结构，并获得较高的零件质量，熔池深厚比最好满足0.30≤Dm/Tp≤0.60。因为Dm/Tp低于下限0.30时，熔池过浅可能导致第二层粉末熔体无法与第一层熔体良好的结合，降低零件质量。Dm/Tp高于上限0.6时，会使熔池底部对界面顶部进行重熔，破坏了规律性界面形貌并降低零件质量；
其中，在进行第三层和第N层的AM时，在保证金属与陶瓷之间界面不被重熔的情况下，可以按照常规AM方法进行生产，不对熔池深厚比Dm/Tp进行限制。因为常规AM中，一般Dm/Tp<1.6，否则可能导致大量气孔降低零件质量；
由于不同的金属和陶瓷热物理属性不同，所以第二层AM的Dm/Tp的下限和上限限制可能不同。因此，要可以实现AMIIE策略中的保留规律性界面特征和实现粉末材料完整打印在基板上的目标，就可以调整第二层AM的Dm/Tp为所需要的值，不受建议的下限和上限限制；
由于多层多轨迹的层间扫描可以使用任何形式，不同层间扫描方式会对金属与陶瓷界面形状产生影响。因此，只要可以在实现AMIIE策略中的保留规律性界面特征，就可以选择任何一种多层多轨迹的层间扫描方式；
本专利针对于陶瓷与金属这类难互溶体系而发明，通过微观流体力控制难互溶体系凝固后的界面形貌，来增加界面粘结性能。但微观流体力控制方法使用不限于金属与陶瓷这一类难互溶体系。
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权力要求书的保护范围。
Claims (10)
1.通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：通过集中热源提供的能量熔化金属材料或者陶瓷材料，以形成熔池；
步骤二：通过微观流体力控制来定向制造需要的金属与陶瓷之间的界面形状，实现增材制造诱导界面增强。
2.根据权利要求1所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：通过熔池深厚比Dm/Tp来控制微观流体力和界面形状，Dm是由熔池底部到基板顶部的距离，代表熔池深度，Tp是材料厚度。
3.根据权利要求2所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：对于单层单轨迹的增材制造，为实现增材制造诱导界面增强，通过熔池深厚比Dm/Tp来描述单轨迹的熔池形状特征，通过热源功率和热源的扫描速度影响熔池深厚比Dm/Tp，构造金属与陶瓷之间的界面形状。
4.根据权利要求3所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：构造整体平坦且局部凸起的界面形状，熔池深厚比Dm/Tp<0.3。
5.根据权利要求3所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：构造规律性锯齿界面，熔池深厚比Dm/Tp<1.5。
6.根据权利要求3所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：构造无序且带有气孔的界面，熔池深厚比Dm/Tp≥1.5。
7.根据权利要求3所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：对于单层多轨迹的增材制造，在单层单轨迹策略的基础上，通过热源直径Dh与轨迹间距Hs进行控制，实现增材制造诱导界面增强。
8.根据权利要求7所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：对于多层多轨迹的增材制造，在单层单轨迹策略和单层多轨迹策略的基础上，进行第二层增材制造时，需要控制熔池深厚比满足0.30≤Dm/Tp≤0.60，实现增材制造诱导界面增强。
9.根据权利要求1所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：微观流体力包括表面张力、Marangoni力和反冲压力，金属材料为金属粉末或者金属丝，陶瓷材料为陶瓷粉末。
10.根据权利要求1所述的通过增材制造构建金属与陶瓷之间规律性锯齿界面的方法，其特征在于：所述热源是激光、电子束或电弧形式的集中热源。
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