馬薩諸塞大學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基金會、馬薩諸塞大學阿默斯特分校和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室實驗室指導研究與開發(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基金會、馬薩諸塞大學阿默斯特分校和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室實驗室指導研究與開發(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。