澳大利亞悉尼大學(xué)和皇家墨爾本理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家通過獨(dú)特的合金設(shè)計(jì)和3d打印技術(shù)，研制出了新型鈦合金。新的研究為高性能鈦合金的持續(xù)制造提供了方法，這些鈦合金可廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)工程、國(guó)防和清潔能源等領(lǐng)域。

據(jù)悉尼大學(xué)日前發(fā)布的公報(bào)，研究小組研制的鈦合金由兩種形態(tài)的鈦晶體混合物組成，分別為-鈦像和鈦像，每一種鈦晶體對(duì)應(yīng)特定的鈦原子排列。傳統(tǒng)的鈦合金是在金屬鈦中加入適量鋁元素生產(chǎn)出來的合金，但新的研究是用氧元素和鐵元素制造鈦合金。這兩種元素儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，可用作-鈦和 -鈦晶體的穩(wěn)定劑和增強(qiáng)劑。

據(jù)研究人員介紹，用傳統(tǒng)工藝鈦氧鐵合金制造合金需要面臨兩大挑戰(zhàn)，一個(gè)是氧元素對(duì)金屬鈦造成的脆化效應(yīng)，另一個(gè)是添加鐵可能導(dǎo)致形成大塊β-鈦相鈦晶體時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)構(gòu)缺陷，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性缺陷的合金性能的影響。

為了克服傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的局限性，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了獨(dú)特的合金微觀結(jié)構(gòu)，利用被稱為激光定向能量沉積的3d打印技術(shù)，以金屬粉末等為原材料，制造了新型的鈦合金。英國(guó)雜志《自然》。

論文作者電皇家墨爾本前新華社記者工大教授3d打印大量數(shù)字模擬技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)明確了加工過程中的影響因素，再結(jié)合對(duì)性能要求的這種新型鈦合金在微觀層面上的-鈦和-鈦上通過3d打印技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)于是最終得到的鈦酸蘇轍合金是獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和性能有了。

論文通訊作者、皇家墨爾本理工大學(xué)教授馬前告訴新華社記者，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)3D打印工藝進(jìn)行了大量數(shù)字模擬，明確了加工過程中的不同影響因素，再結(jié)合性能要求在微觀層面對(duì)這種新型鈦合金的α-鈦相和β-鈦相進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后通過3D打印工藝實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)，從而使最終獲得的鈦氧鐵合金具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和性能。

研究組還解釋說：“氧氣的取化效果是冶金領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)課題之一。新的研究是通過3d打印和微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以改善氧氣的取化問題的參考資料。”