马萨诸塞大学阿默斯特分校研究人员提高合金的延展性和强度

最近的一项研究显示了高熵合金 (HEA) 3D 打印方面的进展，该合金结合多种金属来制造适合极端条件的材料。传统上，HEA 的增材制造因延展性差而面临挑战，限制了其应用。研究人员现在通过采用激光增材制造技术克服了这一问题，显着提高了这些合金的延展性和强度。

通过增材制造制造的高熵合金（左）中发现的两种晶体结构（右）的图像。（图片来源：马萨诸塞大学阿默斯特分校）

该团队开发的新方法涉及基于激光的增材制造，以在 HEA 中创建纳米厚的纳米片层。这些纳米片层由面心立方 (FCC) 和体心立方 (BCC) 晶体结构的交替层组成。这些层的独特结构有助于提高材料的机械性能。通过这种方法生产的 HEA 具有近 1.3 吉帕的高屈服强度和约 14% 的延伸率，甚至超越了最强的钛合金的性能。

为了了解这些改进，该研究利用了电子显微镜、中子和 X 射线散射等先进技术。来自美国能源部设施散裂中子源和纳米相材料科学中心的数据以及阿贡国家实验室的先进光子源在分析这些合金的内部力学和微观结构方面发挥了至关重要的作用。

这些增强型 HEA 的潜在应用非常广泛，包括需要具有高抗断裂性、耐用性和可靠性的材料的制造领域。基于激光的增材制造工艺的能源效率也增加了这些新型 HEA 的吸引力。这项研究由美国国家科学基金会、马萨诸塞大学阿默斯特分校和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的实验室指导研究与开发项目资助，代表了材料科学和增材制造领域的重要一步。

您可以阅读《自然》杂志上题为“通过增材制造实现强韧纳米层状高熵合金”的完整研究论文。