铝合金由于其轻质和优异的比强度，在汽车和航空航天等领域都具有巨大的潜力。然而其柔软的性质，导致Al的摩擦学性能是短板之一。铝基复合材料(MMC)能够增强耐磨性能。这些MMC可以是自身耐磨或自润滑，这取决于增强体材料。石墨是常见的自润滑添加剂，其次是石墨烯纳米片(GNP)和过渡金属二硫化物，例如二硫化钨(WS2)和二硫化钼(MoS2)。WS2作为过渡金属二硫化物，由于硫与金属表面的亲和性，能够提供出色的抗磨损性能，与石墨和GNP相比，它改善了增强体和金属基体之间的界面结合。激光粉末床熔合（LPBF）是典型的增材制造技术，制造的Al MMCs的增强体主要集中在Al2O3和SiC等，而自润滑添加剂仅限于对石墨烯进行了少量研究，现有文献中还没有研究铝-二硫化物复合材料的LPBF加工性能或研究在LPBF或SPS条件下Al和WS2之间的界面反应。
本文使用混合法将Al粉末与5 wt%WS2混合分散于乙醇中，干燥12h，分别使用LPBF和SPS进行制备。
LPBF样品中的WS2以纳米级颗粒的形式存在，WS2发生部分分解，在基体中形成纳米级元素S、W、微米级W颗粒和Al-W金属间相，而WS2在SPS中产生Al-金属间化合物微观结构。LPBF试样中的晶粒呈现出相对较强织构的柱状形态，而SPS试样则没有明显织构。固体润滑剂WS2在SPS和LPBF制备的复合材料中形成了高硬度新相，这会提高摩擦性能。与SPS Al-WS2相比，LPBF Al-WS2具有更高的硬度以及略微降低的COF（0.55±0.01）和磨损率（3.4±0.3×10-3mm3/N·m）。据观察，LPBF试样的摩擦层形成较早。与SPS试样相比，LPBF Al-WS2中磨损影响的变形程度较低。
本文提出了一种新方法来描述摩擦层在不同磨损阶段的演变。这是首次尝试并成功使用LPBF原位制备Al-WS2复合材料。结果证明LPBF是一种制造自润滑复合材料的可行技术，并为在绿色摩擦学应用中利用增材制造技术铺平了道路。从本研究的设计角度来看，增材制造不仅在制造方面具有优势，在性能方面也具有优势。发现原位反应以消耗润滑的WS2为代价形成了具有更高硬度的金属间相，新相的形成（LPBF的W，SPS的Al5W和Al12W）为优化摩擦学性能的微观结构提供了潜力，有望进一步提高材料的摩擦学特性。（文：破风）
