增材制造 (AM) 或 3D 打印是一项快速发展的技术，有可能彻底改变许多行业。然而，增材制造零件可能容易出现孔隙和裂纹等缺陷，从而限制其性能和可靠性。

伦敦玛丽女王大学的研究人员与上海交通大学、先进材料卓越中心和莱斯特大学合作开发了一种计算模型，用于揭示增材制造 (AM) 快速凝固过程中溶质捕获的发生方式。

这项发表在《自然通讯》上的研究为增材制造中的溶质传输和凝固机制提供了新的见解，这可能会促进 3D 打印新材料和工艺的开发。

溶质捕获是当溶质元素集中在凝固前沿的某些区域时发生的现象。这可能导致形成非平衡微观结构，从而损害增材制造零件的性能。

“溶质捕获就像在食谱中添加一种秘密成分， ”该研究的通讯作者、伦敦玛丽女王大学材料与固体力学高级讲师 Chinnapat Panwisawas 博士说。“通过了解溶质捕获的工作原理，我们可以开发新材料和工艺，从而生产出更坚固、更可靠、更复杂的 3D 打印组件。”

研究人员使用他们的计算模型来研究增材制造快速重复热循环过程中发生的溶质迁移。他们发现熔体对流促进了溶质捕获，熔体对流稀释了凝固前沿的分配溶质。研究人员还阐明了随后微观结构向超细细胞再向粗细胞转变的机制。

研究人员表示，他们的发现可以通过加速凝固过程来降低增材制造零件的裂纹敏感性。他们还相信，他们所揭示的详细凝固途径在增材制造“难打印”超级合金方面展现出巨大的潜力，并有助于未来材料设计以实现更好的 3D 打印性能。

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：