馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的研究人員利用基于激光的3D打印技術(shù)成功制造出了具有更高強度和更好延展性的高熵合金（HEA）。為深入理解這些性能改進的機制，研究團隊運用了中子和X射線散射以及電子顯微鏡等先進技術(shù)。

圖片：馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校

他們發(fā)現(xiàn)，基于激光的增材制造技術(shù)能形成納米厚度的薄片，這些薄片不僅強度高，而且邊緣具備一定的延展性。新開發(fā)的高熵合金由面心立方和體心立方晶體結(jié)構(gòu)的交替層組成，展示了約1.3吉帕斯卡的極高屈服強度和約14%的延伸率，這些性能均優(yōu)于其他增材制造金屬合金。

此項技術(shù)的發(fā)展可能徹底改變制造耐用、可靠和抗斷裂HEA零件的工業(yè)生產(chǎn)方式。例如，這類合金可以用于生產(chǎn)更安全、更節(jié)能的汽車、更堅固的產(chǎn)品和耐用的機械設(shè)備。此外，基于激光的增材制造技術(shù)（將粉末合金熔化成固體金屬）在能源效率上表現(xiàn)出色，為新型高熵合金的生產(chǎn)提供了吸引力。

研究團隊還在橡樹嶺國家實驗室（ORNL）能源部（DOE）散裂中子源中對受載HEA樣品內(nèi)部的機械載荷分布進行了詳細研究。使用橡樹嶺國家實驗室能源部用戶設(shè)施中的原子探針斷層掃描儀，獲得了成分和微觀結(jié)構(gòu)的詳細3D圖像。另外，在阿貢國家實驗室的美國能源部用戶設(shè)施先進光子源中，使用X射線衍射對各種樣品進行了相研究。該研究得到了國家科學(xué)基金會、馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室實驗室指導(dǎo)研究與開發(fā)項目的支持。

使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的高熵合金的新發(fā)現(xiàn)為材料科學(xué)和增材制造領(lǐng)域帶來了新的可能性。這項技術(shù)創(chuàng)新不僅有望改善現(xiàn)有產(chǎn)品和工藝，還將為高強度可延展材料的應(yīng)用開拓新的領(lǐng)域。

馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的研究人員利用基于激光的3D打印技術(shù)成功制造出了具有更高強度和更好延展性的高熵合金（HEA）。為深入理解這些性能改進的機制，研究團隊運用了中子和X射線散射以及電子顯微鏡等先進技術(shù)。

圖片：馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校

他們發(fā)現(xiàn)，基于激光的增材制造技術(shù)能形成納米厚度的薄片，這些薄片不僅強度高，而且邊緣具備一定的延展性。新開發(fā)的高熵合金由面心立方和體心立方晶體結(jié)構(gòu)的交替層組成，展示了約1.3吉帕斯卡的極高屈服強度和約14%的延伸率，這些性能均優(yōu)于其他增材制造金屬合金。

此項技術(shù)的發(fā)展可能徹底改變制造耐用、可靠和抗斷裂HEA零件的工業(yè)生產(chǎn)方式。例如，這類合金可以用于生產(chǎn)更安全、更節(jié)能的汽車、更堅固的產(chǎn)品和耐用的機械設(shè)備。此外，基于激光的增材制造技術(shù)（將粉末合金熔化成固體金屬）在能源效率上表現(xiàn)出色，為新型高熵合金的生產(chǎn)提供了吸引力。

研究團隊還在橡樹嶺國家實驗室（ORNL）能源部（DOE）散裂中子源中對受載HEA樣品內(nèi)部的機械載荷分布進行了詳細研究。使用橡樹嶺國家實驗室能源部用戶設(shè)施中的原子探針斷層掃描儀，獲得了成分和微觀結(jié)構(gòu)的詳細3D圖像。另外，在阿貢國家實驗室的美國能源部用戶設(shè)施先進光子源中，使用X射線衍射對各種樣品進行了相研究。該研究得到了國家科學(xué)基金會、馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室實驗室指導(dǎo)研究與開發(fā)項目的支持。

使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的高熵合金的新發(fā)現(xiàn)為材料科學(xué)和增材制造領(lǐng)域帶來了新的可能性。這項技術(shù)創(chuàng)新不僅有望改善現(xiàn)有產(chǎn)品和工藝，還將為高強度可延展材料的應(yīng)用開拓新的領(lǐng)域。