Högentropilegeringar (HEA) ligger vid gränsen för metallmaterialgemenskapen. De används som alternativa material vid tillverkning av högtemperaturturbinblad, högtemperaturformar och formar, hårda beläggningar på skärverktyg eller till och med komponenter i 4:e generationens kärnreaktorer.

Genom att screena korrekta kombinationer av HEAs beståndsdelar och reglera deras proportioner, HEAs kan uppvisa anmärkningsvärda mekaniska egenskaper vid höga temperaturer och uppvisa exceptionell styrka, duktilitet och brottseghet vid kryogena temperaturer.

Under tiden, utvecklingen av HEAs för 3-D-utskrift har också gått snabbt framåt, ökar stor potential för tillverkning av sådana geometriskt komplexa HEA-produkter med önskvärda prestanda.

Dock, det saknas heltäckande förståelse för 3D-utskrift av HEA. För att ta itu med denna fråga, forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD), Nanyang Technological University (NTU), Huazhong University of Science and Technology och Hunan University samarbetade för att publicera en grundlig genomgång av de senaste framgångarna för 3-D-utskrift av HEAs (se bilden). Studien publicerades i Avancerade material .

Granskningsdokumentet inkluderar produktionsprocesserna för HEA-pulver, 3D-utskriftsprocesser för HEA-produkter, och mikrostrukturen, mekaniska egenskaper, funktioner och potentiella tillämpningar för de tryckta produkterna.

"3D-utskrift av HEAs har genomgått en explosiv tillväxt i akademin och kommer att få stort intresse från industrin. I vår granskning, laserbaserad riktad energiavsättning, selektiv lasersmältning och elektronstrålesmältning är validerade för sin tillämplighet för att skriva ut olika högkvalitativa HEA-produkter. Det möjliggör en kombination av materialval, design- och tillverkningsfriheter för lätta, anpassningsbara och icke-monterade produkter, " förklarade huvudförfattaren professor Chua Chee Kai från SUTD.

"De ultrasnabba nedkylningshastigheterna för vissa 3-D-utskriftstekniker förväntas förhindra bildandet av oönskade intermetalliska föreningar i HEA-produkter, och förbättrar därmed deras mekaniska egenskaper. De olika kylningshastigheterna för dessa tryckprocesser skulle inducera avsevärda variationer i både mikrostrukturer och makroskopiska prestanda hos produkterna, " sa första författaren Dr. Han Changjun från NTU.

"Vi tror att detta dokument fungerar som en värdefull omfattande recension för att fördjupa vår förståelse av 3D-utskrift av HEA genom att fokusera på dess unika fördelar. Förhoppningsvis, fler forskare skulle uppmuntras att utforska detta mycket intressanta område, " tillade motsvarande författare docent Zhou Kun från NTU.