了解為極端環(huán)境設(shè)計的材料可靠性對于各種高風險應(yīng)用至關(guān)重要。

2024年9月1日，據(jù)資源庫了解，美國阿拉巴馬大學伯明翰分校（UAB）領(lǐng)導的一項最新研究，揭示了3D打印超級合金在極端條件下的行為特性。該研究成果發(fā)表在《科學報告》雜志上，研究團隊利用高分辨率成像和計算機模擬技術(shù)，深入探討了這些材料在高壓環(huán)境下的穩(wěn)定性與性能，為未來的材料設(shè)計提供了重要參考。

背散射SEM圖像，圖片來源：科學報告

在極端環(huán)境材料研究方面，尤格什·沃赫拉（Yogesh Vohra）博士領(lǐng)導的團隊做出了重要貢獻。作為阿拉巴馬大學物理系教授兼藝術(shù)與科學學院研究與創(chuàng)新副院長，沃赫拉博士同時還領(lǐng)導著極端條件下增材制造復雜系統(tǒng)中心（CAMCSE）。該中心致力于開發(fā)能夠承受極端壓力、溫度以及高速沖擊的先進材料，這些研究對于推動航空航天、發(fā)電和核能等領(lǐng)域的技術(shù)進步至關(guān)重要。

研究團隊采用了聚焦離子束技術(shù)，成功提取出厚度僅為幾納米的3D打印合金壓縮樣品。通過電子顯微鏡觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在極端壓力下，合金的納米層狀結(jié)構(gòu)依然保持完整，這一發(fā)現(xiàn)證實了該材料的相變不可逆性。該研究意義重大，因為它展示了在極端條件下，3D打印材料仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的潛力，這是傳統(tǒng)材料難以企及的。

沃赫拉博士強調(diào)，理解3D打印合金在高強度和延展性方面的基本結(jié)構(gòu)機制非常重要。“特別是在高壓條件下，晶體結(jié)構(gòu)的變化可能會顯著影響3D打印合金的機械性能，”沃赫拉博士解釋道。此次研究通過電子顯微鏡的觀察結(jié)果，首次證實了納米結(jié)構(gòu)層在承受極端壓力后仍能保持穩(wěn)定，且化學成分不發(fā)生變化。

研究的應(yīng)用前景廣泛。這項研究成果對于極端條件下增材制造材料的設(shè)計與應(yīng)用具有深遠影響。研究發(fā)現(xiàn)將有助于推動適用于航空航天和發(fā)電廠的材料開發(fā)，因為高溫和高壓是這些應(yīng)用中的常見挑戰(zhàn)。此外，這些3D打印超級合金在超高速撞擊和高輻射環(huán)境（如核反應(yīng)堆）下的穩(wěn)定性，表明它們具備用于建造能承受惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)的潛力。

沃赫拉博士還強調(diào)了此次研究的合作性質(zhì)，指出這項研究“匯聚了來自四個不同學術(shù)機構(gòu)的集體智慧，專注于極端條件下3D打印超級合金的研究?！边@種跨學科的合作不僅加深了對高壓下晶體結(jié)構(gòu)變化的理解，也為UAB的研究生們提供了寶貴的科研訓練機會。

這項由UAB和CAMCSE團隊主導的研究，再次凸顯了科學與工程跨學科合作的重要性。通過深入研究3D打印超級合金在極端條件下的行為表現(xiàn)，該研究為高壓環(huán)境下材料性能設(shè)定了新的標桿。由此獲得的洞察將深刻影響未來材料的設(shè)計與開發(fā)，為依賴材料在極端條件下穩(wěn)定性和耐久性的行業(yè)帶來創(chuàng)新驅(qū)動力。

了解為極端環(huán)境設(shè)計的材料可靠性對于各種高風險應(yīng)用至關(guān)重要。

2024年9月1日，據(jù)資源庫了解，美國阿拉巴馬大學伯明翰分校（UAB）領(lǐng)導的一項最新研究，揭示了3D打印超級合金在極端條件下的行為特性。該研究成果發(fā)表在《科學報告》雜志上，研究團隊利用高分辨率成像和計算機模擬技術(shù)，深入探討了這些材料在高壓環(huán)境下的穩(wěn)定性與性能，為未來的材料設(shè)計提供了重要參考。

背散射SEM圖像，圖片來源：科學報告

在極端環(huán)境材料研究方面，尤格什·沃赫拉（Yogesh Vohra）博士領(lǐng)導的團隊做出了重要貢獻。作為阿拉巴馬大學物理系教授兼藝術(shù)與科學學院研究與創(chuàng)新副院長，沃赫拉博士同時還領(lǐng)導著極端條件下增材制造復雜系統(tǒng)中心（CAMCSE）。該中心致力于開發(fā)能夠承受極端壓力、溫度以及高速沖擊的先進材料，這些研究對于推動航空航天、發(fā)電和核能等領(lǐng)域的技術(shù)進步至關(guān)重要。

研究團隊采用了聚焦離子束技術(shù)，成功提取出厚度僅為幾納米的3D打印合金壓縮樣品。通過電子顯微鏡觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在極端壓力下，合金的納米層狀結(jié)構(gòu)依然保持完整，這一發(fā)現(xiàn)證實了該材料的相變不可逆性。該研究意義重大，因為它展示了在極端條件下，3D打印材料仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的潛力，這是傳統(tǒng)材料難以企及的。

沃赫拉博士強調(diào)，理解3D打印合金在高強度和延展性方面的基本結(jié)構(gòu)機制非常重要。“特別是在高壓條件下，晶體結(jié)構(gòu)的變化可能會顯著影響3D打印合金的機械性能，”沃赫拉博士解釋道。此次研究通過電子顯微鏡的觀察結(jié)果，首次證實了納米結(jié)構(gòu)層在承受極端壓力后仍能保持穩(wěn)定，且化學成分不發(fā)生變化。

研究的應(yīng)用前景廣泛。這項研究成果對于極端條件下增材制造材料的設(shè)計與應(yīng)用具有深遠影響。研究發(fā)現(xiàn)將有助于推動適用于航空航天和發(fā)電廠的材料開發(fā)，因為高溫和高壓是這些應(yīng)用中的常見挑戰(zhàn)。此外，這些3D打印超級合金在超高速撞擊和高輻射環(huán)境（如核反應(yīng)堆）下的穩(wěn)定性，表明它們具備用于建造能承受惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)的潛力。

沃赫拉博士還強調(diào)了此次研究的合作性質(zhì)，指出這項研究“匯聚了來自四個不同學術(shù)機構(gòu)的集體智慧，專注于極端條件下3D打印超級合金的研究?！边@種跨學科的合作不僅加深了對高壓下晶體結(jié)構(gòu)變化的理解，也為UAB的研究生們提供了寶貴的科研訓練機會。

這項由UAB和CAMCSE團隊主導的研究，再次凸顯了科學與工程跨學科合作的重要性。通過深入研究3D打印超級合金在極端條件下的行為表現(xiàn)，該研究為高壓環(huán)境下材料性能設(shè)定了新的標桿。由此獲得的洞察將深刻影響未來材料的設(shè)計與開發(fā)，為依賴材料在極端條件下穩(wěn)定性和耐久性的行業(yè)帶來創(chuàng)新驅(qū)動力。