新研究首创3D打印极高韧性金属间化合物

香港城市大学材料科学与工程系教授杨涛团队与哈尔滨工业大学教授赵怡六团队、南方科技大学教授韩晓东团队合作，成功开发了新型复杂化学金属间化合物，首次实现了可控制的3D打印高韧性金属间化合物，突破了传统金属间化合物脆性大、加工困难的技术瓶颈。最近，相关研究成果发表在《自然通讯》上。

金属间化合物是一种非常特殊的材料。金属键和共价键同时存在于内部原子之间，体现在高韧性和高温稳定性上。同时，内部长程序的有序结构也使这种合金具有一些独特的机械性能。然而，金属间化合物具有极大的脆性和较差的加工性能，这严重限制了其在实际工程中的应用。

基于L12型有序超晶格结构的特点，研究团队通过热相图进行了计算和开发(Ni, Co)3(Si, Al, Ti)-基于激光3D打印技术，B系多主元金属间化合物对其进行增材制造和成型。

实验分析数据显示，这种新型金属间化合物解决了传统金属间化合物在印刷过程中的热开裂问题。它不仅可以制备高密度和复杂结构的零件，而且具有非常高的加工精度。此外，经过一步简单的热处理，该化合物具有优异的机械性能，其抗拉强度、对称伸长率等特性远远超过3D打印的传统金属间化合物和其他高性能合金。

杨涛指出，这项研究的结果提供了指导和参考，以解决不同类型金属间化合物的脆性和难以加工的问题，并促进了此类材料的大规模工程应用，具有非常重要的科学意义和实用价值。