最近的一項研究顯示了高熵合金（HEAs）三維打印技術的進展，這種技術將多種金屬結合在一起，創(chuàng)造出適合極端條件的材料。傳統(tǒng)上，高熵合金的增材制造因延展性差而面臨挑戰(zhàn)，限制了其應用?，F(xiàn)在，研究人員通過采用基于激光的增材制造技術克服了這一難題，該技術顯著增強了這些合金的延展性和強度。

通過快速成型技術制造的高熵合金（左）中發(fā)現(xiàn)的兩種晶體結構（右）的圖像。(圖片來源：馬薩諸塞大學阿默斯特分校）

研究小組開發(fā)的新方法采用激光增材制造技術，在 HEA 中制造出納米厚的納米薄片。這些納米薄片由交替的面心立方（FCC）和體心立方（BCC）晶體結構層組成。這些層的獨特結構有助于提高材料的機械性能。通過這種方法生產(chǎn)的 HEA 具有近 1.3 千兆帕的高屈服強度和約 14% 的伸長率，其性能甚至超過了最堅固的鈦合金。

為了了解這些改進，研究利用了電子顯微鏡、中子和 X 射線散射等先進技術。在分析這些合金的內(nèi)部力學和微觀結構的過程中，來自美國能源部濺射中子源（Spallation Neutron Source）和納米材料科學中心（Center for Nanophase Materials Sciences）的數(shù)據(jù)以及阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）的先進光子源（Advanced Photon Source）發(fā)揮了至關重要的作用。

這些增強型 HEA 的潛在應用領域非常廣泛，包括需要材料具有高抗斷裂性、耐用性和可靠性的制造行業(yè)。基于激光的 AM 工藝的能源效率也增加了這些新型 HEA 的吸引力。這項研究由美國國家科學基金會、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的實驗室指導研發(fā)計劃資助，是材料科學和增材制造領域邁出的重要一步。