2024年10月30日，據(jù)資源庫了解，近日，韓國材料科學(xué)研究所（KIMS）Jeong Min Park博士團(tuán)隊(duì)與慶尚國立大學(xué)和浦項(xiàng)科技大學(xué)（POSTECH）合作，成功開發(fā)出適用于太空環(huán)境的金屬3D打印合金。該合金在低至-196°C的極寒條件下展現(xiàn)卓越性能，為未來太空探索和極端環(huán)境應(yīng)用提供了新方案。

研究團(tuán)隊(duì)在CoCrFeMnNi高熵合金中添加了少量碳元素，這種調(diào)整顯著提升了合金的低溫性能。通過激光粉末床熔合（LPBF）技術(shù)對(duì)該合金進(jìn)行加工，使納米級(jí)碳化物能夠均勻分布在細(xì)胞結(jié)構(gòu)的邊界處，從而最大化碳對(duì)材料的強(qiáng)化作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種合金在極低溫環(huán)境中的抗拉強(qiáng)度和延展性比傳統(tǒng)的無碳版本提升了140%以上。  

特別值得一提的是，在77K（-196°C）環(huán)境下，該合金的伸長率（材料斷裂前的變形能力）是常溫298K下的兩倍。這一突破不僅解決了傳統(tǒng)金屬3D打印材料在低溫條件下韌性不足的問題，還為增材制造（AM）技術(shù)中的合金設(shè)計(jì)提供了新思路，使其能夠生產(chǎn)在極端條件下?lián)碛凶吭匠休d能力的高性能產(chǎn)品。

這款金屬3D打印合金擁有廣闊的應(yīng)用前景，尤其適用于航天火箭的燃料噴射器、渦輪噴嘴等復(fù)雜組件。其卓越的低溫性能和機(jī)械強(qiáng)度不僅提升了關(guān)鍵部件在太空和其他極端環(huán)境中的可靠性，還大幅延長了使用壽命。同時(shí)，該技術(shù)克服了現(xiàn)有3D打印合金在低溫環(huán)境中的韌性瓶頸，為未來航天器和深空探索設(shè)備提供了更優(yōu)的材料選擇。  

該研究獲得了KIMS基礎(chǔ)項(xiàng)目的資助，包括“開發(fā)具有復(fù)雜設(shè)計(jì)的超硬異質(zhì)材料的增材制造技術(shù)”以及“金屬3D打印高性能材料與工藝的開發(fā)”兩個(gè)項(xiàng)目的支持。研究成果已發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《增材制造》（Additive Manufacturing）上。未來，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步提升這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化潛力，并開展更多驗(yàn)證工作，確保其在不同極端環(huán)境中的穩(wěn)定應(yīng)用。  

2024年10月30日，據(jù)資源庫了解，近日，韓國材料科學(xué)研究所（KIMS）Jeong Min Park博士團(tuán)隊(duì)與慶尚國立大學(xué)和浦項(xiàng)科技大學(xué)（POSTECH）合作，成功開發(fā)出適用于太空環(huán)境的金屬3D打印合金。該合金在低至-196°C的極寒條件下展現(xiàn)卓越性能，為未來太空探索和極端環(huán)境應(yīng)用提供了新方案。

研究團(tuán)隊(duì)在CoCrFeMnNi高熵合金中添加了少量碳元素，這種調(diào)整顯著提升了合金的低溫性能。通過激光粉末床熔合（LPBF）技術(shù)對(duì)該合金進(jìn)行加工，使納米級(jí)碳化物能夠均勻分布在細(xì)胞結(jié)構(gòu)的邊界處，從而最大化碳對(duì)材料的強(qiáng)化作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種合金在極低溫環(huán)境中的抗拉強(qiáng)度和延展性比傳統(tǒng)的無碳版本提升了140%以上。  

特別值得一提的是，在77K（-196°C）環(huán)境下，該合金的伸長率（材料斷裂前的變形能力）是常溫298K下的兩倍。這一突破不僅解決了傳統(tǒng)金屬3D打印材料在低溫條件下韌性不足的問題，還為增材制造（AM）技術(shù)中的合金設(shè)計(jì)提供了新思路，使其能夠生產(chǎn)在極端條件下?lián)碛凶吭匠休d能力的高性能產(chǎn)品。

這款金屬3D打印合金擁有廣闊的應(yīng)用前景，尤其適用于航天火箭的燃料噴射器、渦輪噴嘴等復(fù)雜組件。其卓越的低溫性能和機(jī)械強(qiáng)度不僅提升了關(guān)鍵部件在太空和其他極端環(huán)境中的可靠性，還大幅延長了使用壽命。同時(shí)，該技術(shù)克服了現(xiàn)有3D打印合金在低溫環(huán)境中的韌性瓶頸，為未來航天器和深空探索設(shè)備提供了更優(yōu)的材料選擇。  

該研究獲得了KIMS基礎(chǔ)項(xiàng)目的資助，包括“開發(fā)具有復(fù)雜設(shè)計(jì)的超硬異質(zhì)材料的增材制造技術(shù)”以及“金屬3D打印高性能材料與工藝的開發(fā)”兩個(gè)項(xiàng)目的支持。研究成果已發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《增材制造》（Additive Manufacturing）上。未來，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步提升這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化潛力，并開展更多驗(yàn)證工作，確保其在不同極端環(huán)境中的穩(wěn)定應(yīng)用。