近年來，利用激光束和電子束來"打印"工程物體，實現了傳統(tǒng)制造無法實現的復雜形狀。金屬材料的增材制造(AM)工藝，或稱3D打印，將細小的粉末顆粒（每個顆粒比一粒海灘沙子小10倍左右）熔化并融合在亞毫米級的"池子"中，這些"池子"是通過將激光或電子束聚焦在材料上形成的。

"高度聚焦的光束提供了*的控制，使打印物體關鍵位置的特性得以'調整'，"加州大學圣巴巴拉分校材料教授、工程學院副院長TresaPollock說。"不過，在能源、空間和核應用中遇到的極端熱密集和化學腐蝕性環(huán)境中使用的許多先進金屬合金與AM工藝不兼容。大多數在極端環(huán)境中發(fā)揮作用的超高強度合金無法打印，因為它們會開裂。這使得人們無法采用我們目前在飛機發(fā)動機等應用中使用的合金來打印新的設計。"

現在，Pollock與Carpenter技術公司、橡樹嶺國家實驗室等其他研究機構的人員合作開發(fā)了一種新的超級合金，解決了裂紋的問題，研究成果發(fā)表在《NatureCommunications》雜志上。

在論文中，作者描述了一類新的高強度、抗缺陷、可3D打印的超級合金，定義為典型的鎳基合金，在高達90%的熔點溫度下保持其材料完整性。大多數合金在其熔點的50%時就會崩裂。這些新的超級合金含有大約等量的鈷(Co)和鎳(Ni)，加上少量的其他元素。這些材料可以通過電子束熔化（EBM）以及更具挑戰(zhàn)性的激光-粉末床方法進行無裂紋的3D打印。

由于鎳基超級合金在高溫下具有優(yōu)異的機械性能，因此，是單晶（SX）渦輪葉片和飛機發(fā)動機熱段使用的葉片等結構件的*材料。在該團隊開發(fā)的一種超級合金的變體中，Pollock說："高比例的鈷使我們能夠將特征設計到合金的液態(tài)和固態(tài)中，使其能夠兼容多種打印條件。"

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