3D-печатна сплав от 5 метала се оказва ултраздрава, но пластична

Сподели

С новите производствени техники идва възможността за чисто нови метални сплави с огромен набор от възможни свойства. Екип от изследователи вече е разработил нова сплав за 3D печат със специфична наноструктура, която я прави изключително здрава и пластична.

Най-често срещаните сплави, като неръждаема стомана или бронз, са направени от един първичен метал, смесен с по-малки количества други елементи. Но възникващ клас материали, известни като сплави с висока ентропия (HEAs), включва смесване на пет различни елемента заедно в приблизително равни пропорции. Получените сплави в крайна сметка имат интригуващи и полезни свойства, като високо съотношение на якост към тегло и твърдост, която се повишава с температурата.

Новото проучване се фокусира върху HEA, съдържащ алуминий, кобалт, хром, желязо и никел в равни количества. Тази конкретна смес е експериментирана от няколко години, но екипът я е направил с помощта на техника, която все още не е била прилагана към нея – лазерно сливане на прахообразно легло. По същество, прахообразни форми на оригиналните метали се поставят върху повърхност, след което се взривяват с високомощен лазер, който ги кара бързо да се стопят и повторно втвърдят.

Тази техника, форма на 3D принтиране, придава на крайната сплав много различна микроструктура от тази, която получава от други методи на производство. Екипът го описва като изглеждащ като мрежа, с редуващи се слоеве от различни кубични кристални структури. Това дава на HEA граница на провлачване от около 1,3 Gigapascals, почти три пъти по-здрава, отколкото когато е направена с помощта на конвенционални методи за леене. В същото време той е и по-гъвкав, противопоставяйки се на обичайния компромис.

„Атомното пренареждане на тази необичайна микроструктура води до свръхвисока якост, както и до повишена пластичност, което е необичайно, тъй като обикновено здравите материали са склонни да бъдат крехки“, каза Уен Чен, водещ изследовател в изследването. „За много приложения комбинацията от здравина и пластичност е ключова. Нашите открития са оригинални и вълнуващи както за материалознанието, така и за инженерството.“

Тази специфична комбинация от здравина и пластичност може да направи тази сплав полезна за компоненти в космическото пространство, енергетиката, транспорта или други инженерни области.

Изследването е публикувано в списанието Природата.

източник: Georgia Tech



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели