了解為極端環(huán)境設計的材料可靠性對于各種高風險應用至關(guān)重要。

2024年9月1日，據(jù)資源庫了解，美國阿拉巴馬大學伯明翰分校（UAB）領(lǐng)導的一項最新研究，揭示了3D打印超級合金在極端條件下的行為特性。該研究成果發(fā)表在《科學報告》雜志上，研究團隊利用高分辨率成像和計算機模擬技術(shù)，深入探討了這些材料在高壓環(huán)境下的穩(wěn)定性與性能，為未來的材料設計提供了重要參考。

背散射SEM圖像，圖片來源：科學報告

在極端環(huán)境材料研究方面，尤格什·沃赫拉（Yogesh Vohra）博士領(lǐng)導的團隊做出了重要貢獻。作為阿拉巴馬大學物理系教授兼藝術(shù)與科學學院研究與創(chuàng)新副院長，沃赫拉博士同時還領(lǐng)導著極端條件下增材制造復雜系統(tǒng)中心（CAMCSE）。該中心致力于開發(fā)能夠承受極端壓力、溫度以及高速沖擊的先進材料，這些研究對于推動航空航天、發(fā)電和核能等領(lǐng)域的技術(shù)進步至關(guān)重要。

研究團隊采用了聚焦離子束技術(shù)，成功提取出厚度僅為幾納米的3D打印合金壓縮樣品。通過電子顯微鏡觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在極端壓力下，合金的納米層狀結(jié)構(gòu)依然保持完整，這一發(fā)現(xiàn)證實了該材料的相變不可逆性。該研究意義重大，因為它展示了在極端條件下，3D打印材料仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的潛力，這是傳統(tǒng)材料難以企及的。

沃赫拉博士強調(diào)，理解3D打印合金在高強度和延展性方面的基本結(jié)構(gòu)機制非常重要?！疤貏e是在高壓條件下，晶體結(jié)構(gòu)的變化可能會顯著影響3D打印合金的機械性能，”沃赫拉博士解釋道。此次研究通過電子顯微鏡的觀察結(jié)果，首次證實了納米結(jié)構(gòu)層在承受極端壓力后仍能保持穩(wěn)定，且化學成分不發(fā)生變化。

研究的應用前景廣泛。這項研究成果對于極端條件下增材制造材料的設計與應用具有深遠影響。研究發(fā)現(xiàn)將有助于推動適用于航空航天和發(fā)電廠的材料開發(fā)，因為高溫和高壓是這些應用中的常見挑戰(zhàn)。此外，這些3D打印超級合金在超高速撞擊和高輻射環(huán)境（如核反應堆）下的穩(wěn)定性，表明它們具備用于建造能承受惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)的潛力。

沃赫拉博士還強調(diào)了此次研究的合作性質(zhì)，指出這項研究“匯聚了來自四個不同學術(shù)機構(gòu)的集體智慧，專注于極端條件下3D打印超級合金的研究?！边@種跨學科的合作不僅加深了對高壓下晶體結(jié)構(gòu)變化的理解，也為UAB的研究生們提供了寶貴的科研訓練機會。

這項由UAB和CAMCSE團隊主導的研究，再次凸顯了科學與工程跨學科合作的重要性。通過深入研究3D打印超級合金在極端條件下的行為表現(xiàn)，該研究為高壓環(huán)境下材料性能設定了新的標桿。由此獲得的洞察將深刻影響未來材料的設計與開發(fā)，為依賴材料在極端條件下穩(wěn)定性和耐久性的行業(yè)帶來創(chuàng)新驅(qū)動力。

了解為極端環(huán)境設計的材料可靠性對于各種高風險應用至關(guān)重要。

2024年9月1日，據(jù)資源庫了解，美國阿拉巴馬大學伯明翰分校（UAB）領(lǐng)導的一項最新研究，揭示了3D打印超級合金在極端條件下的行為特性。該研究成果發(fā)表在《科學報告》雜志上，研究團隊利用高分辨率成像和計算機模擬技術(shù)，深入探討了這些材料在高壓環(huán)境下的穩(wěn)定性與性能，為未來的材料設計提供了重要參考。

背散射SEM圖像，圖片來源：科學報告

在極端環(huán)境材料研究方面，尤格什·沃赫拉（Yogesh Vohra）博士領(lǐng)導的團隊做出了重要貢獻。作為阿拉巴馬大學物理系教授兼藝術(shù)與科學學院研究與創(chuàng)新副院長，沃赫拉博士同時還領(lǐng)導著極端條件下增材制造復雜系統(tǒng)中心（CAMCSE）。該中心致力于開發(fā)能夠承受極端壓力、溫度以及高速沖擊的先進材料，這些研究對于推動航空航天、發(fā)電和核能等領(lǐng)域的技術(shù)進步至關(guān)重要。

研究團隊采用了聚焦離子束技術(shù)，成功提取出厚度僅為幾納米的3D打印合金壓縮樣品。通過電子顯微鏡觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在極端壓力下，合金的納米層狀結(jié)構(gòu)依然保持完整，這一發(fā)現(xiàn)證實了該材料的相變不可逆性。該研究意義重大，因為它展示了在極端條件下，3D打印材料仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的潛力，這是傳統(tǒng)材料難以企及的。

沃赫拉博士強調(diào)，理解3D打印合金在高強度和延展性方面的基本結(jié)構(gòu)機制非常重要?！疤貏e是在高壓條件下，晶體結(jié)構(gòu)的變化可能會顯著影響3D打印合金的機械性能，”沃赫拉博士解釋道。此次研究通過電子顯微鏡的觀察結(jié)果，首次證實了納米結(jié)構(gòu)層在承受極端壓力后仍能保持穩(wěn)定，且化學成分不發(fā)生變化。

研究的應用前景廣泛。這項研究成果對于極端條件下增材制造材料的設計與應用具有深遠影響。研究發(fā)現(xiàn)將有助于推動適用于航空航天和發(fā)電廠的材料開發(fā)，因為高溫和高壓是這些應用中的常見挑戰(zhàn)。此外，這些3D打印超級合金在超高速撞擊和高輻射環(huán)境（如核反應堆）下的穩(wěn)定性，表明它們具備用于建造能承受惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)的潛力。

沃赫拉博士還強調(diào)了此次研究的合作性質(zhì)，指出這項研究“匯聚了來自四個不同學術(shù)機構(gòu)的集體智慧，專注于極端條件下3D打印超級合金的研究?！边@種跨學科的合作不僅加深了對高壓下晶體結(jié)構(gòu)變化的理解，也為UAB的研究生們提供了寶貴的科研訓練機會。

這項由UAB和CAMCSE團隊主導的研究，再次凸顯了科學與工程跨學科合作的重要性。通過深入研究3D打印超級合金在極端條件下的行為表現(xiàn)，該研究為高壓環(huán)境下材料性能設定了新的標桿。由此獲得的洞察將深刻影響未來材料的設計與開發(fā)，為依賴材料在極端條件下穩(wěn)定性和耐久性的行業(yè)帶來創(chuàng)新驅(qū)動力。