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香港科学家研发微型3D打印 打造“超强”钛合金

近日,由香港理工大学工程学院特聘教授、香港城市大学香港高级研究院刘家俊教授率领的研究小组,在《科学》上发表论文:“通过增材制造实现浓度调节的先进钛合金的原位设计”。

这项研究,利用增材制造,成功开发了一种超强、高延展性、超轻的钛基合金。他们的发现为设计具有前所未有的结构和性能的合金开辟了一条新途径。

他们提出的方法包括使用聚焦激光束熔化和混合两种不同的合金粉末和不锈钢粉末。通过在3D打印过程中控制激光功率和扫描速度等参数,成功地以可控的方式创造了新合金中元素的不均匀成分。

除了使用增材制造,两种粉末混合物的组成是在新合金中创造前所未有的高亚稳态熔岩状微观结构的另一个关键,这些独特的微观组织带来了最高的力学性能,使合金具有非常强的韧性,并且重量轻。”

一般来说,不锈钢的质量为每立方厘米7.9克,而新合金的质量仅为每立方厘米4.5克,轻了约40%。实验中,具有熔岩状组织的钛合金表现出高拉伸强度,均匀延伸率约为9%。它还具有超过300MPa的优良加工硬化能力,确保了在断裂前的巨大安全裕度,在航空航天、汽车、化工和医疗行业结构应用中具有较大潜力。

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