中國航空報訊：美國馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校和佐治亞理工大學(xué)科學(xué)家在最新一期《自然》雜志在線(xiàn)版發(fā)表論文稱(chēng)，他們采用3D打印方法，制作出一種雙相納米結構高熵合金（HEA），其強度和延展性?xún)?yōu)于現有其他先進(jìn)的3D打印材料，有望催生可用于航空航天、醫學(xué)、能源和運輸等領(lǐng)域的高性能部件。

過(guò)去15年，HEA越來(lái)越受歡迎。HEA是由5種或5種以上等量或大約等量的金屬制成的合金，具有許多理想的性質(zhì)，因此在材料科學(xué)及工程領(lǐng)域備受重視。3D打印技術(shù)目前已用于材料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，基于激光的3D打印可以產(chǎn)生大的溫度梯度和高冷卻速率，而傳統方法很難做到這一點(diǎn)。

此次，研究人員將HEA與先進(jìn)的3D打印技術(shù)——激光粉末床熔融結合，開(kāi)發(fā)出具有前所未有性能的新材料。由于該工藝使材料熔化和凝固速度非?？?，所得到材料的微觀(guān)結構與傳統方法制造出的材料大相徑庭。新材料的微觀(guān)結構看起來(lái)像一種網(wǎng)狀結構，由名為面心立方（FCC）和體心立方（BCC）的納米層狀結構交替組成，這些層被嵌入微尺度共晶團中，分級納米結構HEA使兩相能夠協(xié)同變形。

研究人員表示，這種不尋常微觀(guān)結構的原子重排使其擁有超高強度和更高的延展性，與傳統金屬鑄件相比，新材料的強度提升了3倍，延展性不減反增。使HEA擁有更強韌性和更好延展性有助于研制出機械效率高且節能的輕質(zhì)結構。

研究團隊還開(kāi)發(fā)出了雙相晶體塑性計算模型，以了解FCC和BCC納米片層所起的作用，以及它們如何協(xié)同工作以增加材料的強度和延展性。結果顯示，BCC納米片層具有極堅固的特性，這對于實(shí)現合金卓越的強度—延展性協(xié)同作用至關(guān)重要。未來(lái)，科學(xué)家們有望利用3D打印技術(shù)和HEA研制出可廣泛應用于生物醫學(xué)、航空航天等領(lǐng)域的高性能部件。