新研究首创3D打印超高强韧金属间化合物

新研究首创3D打印超高强韧金属间化合物

引用

科学网

1.

https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2025/2/2025213103949152128323.shtm

香港城市大学等机构研究团队在3D打印金属间化合物领域取得突破性进展，成功开发新型化学复杂型金属间化合物，并实现了3D打印超高强韧金属间化合物的可控制备。这一成果突破了传统金属间化合物脆性大和难加工的技术瓶颈，为新材料的大规模工程化应用提供了可能。

金属间化合物是一类非常特殊的材料，其内部原子之间同时存在金属键和共价键，由此表现为高强度和高温稳定性。同时，内部长程有序的结构也使得此类合金具有一些独特的机械性能。然而，金属间化合物的脆性极大，且加工性能很差，严重限制了其在实际工程中的应用。

针对这一难题，香港城市大学材料科学与工程系教授杨涛团队联合哈尔滨工业大学教授赵怡潞团队以及南方科技大学教授韩晓东、严明团队，基于L12型有序超晶格结构的特点，通过热力学相图计算并开发了新型(Ni, Co)3(Si, Al, Ti)-B系多主元金属间化合物，并基于激光3D打印技术对其进行增材制造与成型。

实验分析结果显示，该新型金属间化合物解决了传统金属间化合物在打印过程中热开裂的问题，不仅可以制备出高致密、复杂结构的零部件，而且具有非常高的尺寸精度。此外，经过一步简单热处理后，该化合物表现出优异的力学性能，其抗拉强度、均匀延伸率等性能均远超3D打印传统金属间化合物及其他高性能合金。

激光3D打印化学复杂型金属间化合物。图片由研究团队提供

杨涛指出，这项研究成果为解决不同类型金属间化合物脆性和难加工问题提供了指导与借鉴，同时促进了此类材料的大规模工程化应用，具有十分重要的科学意义与应用价值。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56355-2