大家好,我是情矿儿,有事儿真上
墨尔本皇家理工学院周四发布新闻表示,科学家们利用3D打印技术设计了一种新型钛合金,这种合金在张力下性能更好、材料更坚固。
钛合金本次研究人员包括墨尔本皇家理工大学和悉尼大学的成员,他们与香港理工大学和墨尔本Hexagon制造智能公司合作。
墨尔本皇家理工学院皇家理工大学工程学院增材制造中心教授马倩(MaQian)表示:团队在设计中融入了循环经济的思想,为利用工业废物和低品位材料生产新的钛合金创造了希望。
马倩教授(右)马倩教授说:“回收废物和低质量材料有可能增加钛行业的经济价值,减少高碳足迹。”新型钛合金包括两种形式的钛晶体,α-钛相和β-钛相,它们一直是钛工业的支柱。
多年来,这些合金主要是通过在钛中添加铝和钒来生产的。现在,研究小组尝试使用丰富且廉价的氧气和铁来生产这种新合金。马倩教授解释说,这一过程旨在解决阻碍开发韧性强的α-β钛氧铁合金的两个挑战,“一个挑战是,氧气,俗称‘氪石对钛’可能会使钛变脆,另一个挑战则是,添加铁可能会导致大块β-钛形式的严重缺陷。”
马倩教授表示:“对团队来说,一个关键因素是将我们的合金设计理念与3D打印工艺设计相结合,这已经确定了一系列强度高、韧性好且易于打印的合金。”这导致了新合金的微观结构,使其具有许多吸引人的性能。
皇家理工学院联合首席研究员、悉尼大学副校长西蒙·林格(SimonRinger)教授表示:“这项研究提供了一种新的钛合金系统,该系统能够具有广泛且可调的机械性能、极强的可制造性、巨大的减排潜力,关键的促成因素是氧和铁原子在α-钛相和β-钛相中及其之间的独特分布。研究小组在α-钛相中设计了一种纳米级的氧梯度,其特征是高氧段是强的,低氧段是韧性的,使我们能够控制局部原子键,从而降低脆化的可能性。”
现在,这一发现可能会应用于航空航天、生物医学、化学工程、太空和能源技术,并有助于扩展钛合金的应用,提高可持续性,推动创新的合金设计。
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